无人艇组网测量应用场景研究及精度分析

针对无人艇载多波束组网作业在海道测量中尚处于研究和试验推广阶段,成熟案例少等问题,结合海道测量作业实际,制定了大范围开阔水域测量、浅水水域测量、沉船搜救、海底小目标探测等特定场景,对无人艇组网测量作业模式进行验证,通过对采集的多波束数据进行主检测线比对分析,参照现有标准、规范对分析结果进行评估,结果表明无人艇组网测量作业模式能够适应不同场景实际需求,数据准确性满足规范指标要求和现实需要,对无人艇（组网）测量作业方式推广应用具有指导意义。     

测量无人艇研究进展综述

主要基于船体、航速、续航能力、作业海况、搭载仪器、操作方式以及主要用途等方面,详细阐述了国内外测量无人艇的技术参数,分析了国内无人艇的不足和重点攻克的技术,以及螺旋桨、喷泵两种推进方式的优缺点;分析了测量无人艇艇型、自动控制、载体总体设计及集成、环境感知、通信等关键技术及实现途径;指出测量一体化、智能化水平的提升、水陆一体化测量技术、组网测绘为测量无人艇未来的发展方向。     

无人水面测量艇技术研究(一):船型及推进方式设计

目前,无人水面舰船代表了海洋测量装备自动化、智能化的发展趋势,是海洋测量技术研究的热点。针对浅水区域水下地形复杂、暗礁众多、涌浪较大的特点,对无人水面测量艇水深测量技术进行研究,涉及的关键技术包括船型及推进方式设计、测量设备加装测试、无线数据传输功能、测量艇吊放回收技术等,本文主要围绕船型及推进方式展开研究,提出三体喷水推进无人水面测量艇设计方案,基于该方案实现的测量模式具有很强的机动性和高效性,必将极大地提高测量部门在浅水区域水深数据的快速获取能力。     

无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术

为提高水陆一体化测量系统的作业精度和性能,开展无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术研究。借助仿真分析手段,对艇型及设备布置进行优化研究,并开展多传感器集成、时间同步、盲区无缝和实时拼接技术研究,设计并集成了无人艇载水陆一体化测量系统。实验表明,无人艇载水陆一体化测量系统获得的水上水下数据的平均垂直误差为0.12m。所提出的无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术是可行的,可为测绘艇和水陆一体化测量系统集成提供理论依据。     

基于无人船的水质监测及控制系统设计

针对执行水质监测任务过程中固定浮标监测站单点监测存在局限性、船载观测人员取样耗时耗力等问题,本文设计了一种搭载多点、分层自动采水取样装置的智能无人船水质监测系统,可实现目标水域的多点、分层连续水质数据测量及取样。该智能无人船具备基于快速随机树(Rapid Random Tree)算法的自主避障和快速路径规划功能,解决了现有无人船技术存在的多障碍自主路径规划难等问题。同时,本设计结合了ARM9控制芯片、M5310无线传输模块,通过可视化的显示界面和远程WEB访问的功能,大大提升了科研人员及时处理特殊情况便捷性。通过实验测试及比对分析,证明本设计具有智能高效、稳定可靠等优点,能够满足职能部门对于水质监测工作的需要。     

操纵性约束下的无人艇区域覆盖路径规划

随着日益增长的水域开发需求,区域覆盖是无人艇面向应用的重要能力.然而,经典的平行线扫描路径规划在转弯处期望艏向角不连续,无人艇路径跟踪误差大,单位航程区域覆盖率低.为此,基于无人艇操纵性约束,提出平行线扫描路径规划方法.该方法根据扫海宽度与无人艇定常回转直径大小关系,结合无人艇艏向角连续约束,着重对回转段进行路径规划....     

一种无人艇自适应无线通信系统的设计应用

随着无人艇技术的发展成熟,各型无人艇已逐步应用到民用和军用领域。无线通信系统作为无人艇的重要组成部分,承担着无人艇与母艇之间信息交互的功能。从无线通信技术的发展现状出发,分析出适用于无人艇应用场景的无线通信技术及工程设计方法,并设计了一种自适应无线通信系统。该系统能根据无人艇工作状态提供连续稳定的数据链,经试验测试,运行效果良好。     

国际海道测量标准比较研究

为适应海道测量数据应用领域不断扩大和用户要求不断提高的需求,国际海道测量组织和世界海道测量技术发达国家相继发布了各自的新版海道测量规范和标准.将我国海道测量规范与国际海道测量标准在测量的分类与质量基准、水深测量技术要求以及其他测量标准等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国海道测量规范的不足和需要改进的问题,旨在推进我...     

混合模拟退火与粒子群优化算法的无人艇路径规划

针对水面无人艇路径规划中单独使用模拟退火算法存在的不足,以提高无人艇在执行任务时的安全性为研究目的,解决传统无人艇在航行中未考虑来往船只而导致的碰撞危险,提出了模拟退火算法与粒子群算法相结合的混合路径规划算法,利用该算法的高收敛性和容易跳出局部最优等特点,结合避碰规则,实现海事无人艇在同一静态环境下对遇、交叉和追越三种会遇局面的最优路径规划。仿真结果表明:本文提出的算法可以实现无人艇在复杂水域条件下快速路径规划,使与他船的自动避碰行为成为可能,给出的路径规划具有可行、有效,能够为无人艇安全的航行、顺利的执行任务提供保障。     

基于AFSA的高速无人艇操纵模型参数辨识

为了对高速无人艇的操纵性能进行预报,提升其操控性能,准确地建立无人艇操纵运动模型十分关键.针对传统模型试验求解模型参数较为复杂的问题,提出一种基于人工鱼群算法(AFSA)的高速无人艇操纵响应模型参数辨识方法.通过差分将操纵响应模型离散化处理,变换构造相应的辨识模型,然后基于AFSA对状态向量寻优求解,辨识得到无人艇操纵...     

马赛克战背景下小型无人艇集群作战样式探析

基于马赛克战理念,构建了一种分组层次化的小型无人艇集群控制结构,具有灵活性好、通信负担低、鲁棒性高等优点.在此基础上,提出了协同防空反导、预登陆场隐蔽侦察、海上维权自卫反击等3种适应小型无人艇集群特点的作战样式,规划了不同作战样式下的编队构成、载荷配置和基本作战流程,并分析了涉及的主要关键技术.为小型无人艇集群作战应用...     

无人水面测量艇技术研究(三):自动导引挂接起吊回收系统

在利用无人水面测量艇进行水深测量作业过程中,如何提高测量艇在回收过程中的效率,保证在测量海域回收无人遥控测量艇的安全性成为当前亟待突破的关键技术问题。结合无人水面测量艇三体结构特点,研制出自动导引挂接起吊回收系统,该系统利用吊臂缆卡锁结构件实现对无人遥控测量艇的自动回收,整个回收过程可以在岸边或母船通过遥控实现,从而保证了测量作业人员的人身安全。     

无人水面测量艇技术研究(二):测量设备加装及无线数据传输技术

通过在无人水面测量艇加载测深、侧扫等测量设备,结合无线数据传输技术即可实现在岸边或母船上对无人测量艇的操控,达到水深测量全过程的自动化、智能化。综合考虑测量艇各舱室的配重情况,提出了具体的测量设备加装设计方案,针对测量设备众多、接口复杂、集成问度大的问题,采用了基于串口转换软件的远程控制技术结合无线数据传输的方案,实现了通过岸台基站即可直接对船台测量设备进行实时监控及参数设置调整。     

海道测量成果文档处理系统设计与实现

针对目前海道测量成果文档管理存在的问题,设计了海道测量成果文档处理系统的整体框架,完善了成果文档处理系统的功能及附加功能,探讨了系统界面设计及VB控制Word技术的应用,最后基于VB平台,自主研发了海道测量成果文档处理系统。该系统规范了文档内容和格式,实现了从原始数据到成果文档的自动化处理,提高了成果文档质量和资料整理效率,研究成果在相关单位试用已取得良好的效果,可推广应用于各海洋测绘单位,并作为年度海道测量成果质量检查的依据。     

基于IHO“众源测深”理念的国家众源测深体系研究

针对中国沿岸水域存在大量水深测量空白区和我国全球海道测绘服务能力不足的问题,在对IHO"众源测深"理念进行分析研究的基础上,提出了建设国家众源测深体系的基本思路。通过设计国家众源测深体系结构模型,从政策和技术两个层面归纳体系建设的关键内容,并给出首选示范建设水域建议,提出了一条有效的建设路径。     

海道测量数据库建设的关键技术研究

简要介绍了海道测量数据资源现状和应用服务需求及海道测量数据库建设的必要性和目标要求,总体说明了海道测量数据库的建设内容、技术架构和服务能力,深入探讨了海道测量数据库建设过程中涉及的数据库建模、数据分级存储、通用数据采集引擎、地形数据保真处理和海量离散数据网格化等多项关键技术及解决思路。最后提出了下一步工作思路和研究方向。     

海道测量异常定位数据的实时检测技术研究

依据海道测量定位数据实时处理的要求和异常定位数据的特点,提出了将定位数据实时处理过程与异常数据检测过程相结合的思想,构建了一种用于海道测量异常定位数据的实时检测模型。分析结果表明,该模型能有效处理定位数据的异常值,对测线的异常定位数据具有良好的检测能力,适用于海道测量中的定位异常数据的实时处理。     

无人艇载多波束组网测量系统

为了提高传统多波束测量的效率,开展无人艇载多波束组网测绘系统总体设计以及测绘/航行一体化、组网拼接、伴随控制等关键技术的研究。试验表明,该测量系统中两艘无人艇可伴随母船航行以及多波束设备实现了组网测量,测量效率提高二倍,数据精度符合相关规范。本文所实现的测量系统极大地提高了水深测量数据快速获取的能力,所研究得到的航行/测量一体化技术对于测绘无人艇的开发具有参考意义,所提出的组网测量作业方式对海洋测量、调查作业有着借鉴和启发意义。     

国外主要海道测量机构重组原因分析

为与不断出现的海道测量新形势、新变化相适应,国际海道测量组织及一些海道测量先进国家的海道测量机构相继对其组织机构进行了重组,并对工作内容进行了调整。从经济军事、科技进步、管理模式等几方面对具有代表性国家海道测量机构改革进行了分析。可在推动测绘体制机制优化,提升信息化条件下的测绘保障能力方面为相关人员提供理论参考。     

当前国际海道测量技术进展

通过参加第18届国际海道测量大会测绘仪器展和对所收集的资料翻译整理,对当前国际海道测量技术进展进行了分析总结。我国海道测量技术水平与国际先进水平还有较大差距;当前国际海道测量、测量装备及软件系统的不断更新、自主式无人机、水下机器人及智能浮标等新技术的广泛应用,极大丰富了海道测量信息,海道测量的服务范围不断扩大,随着海洋开发的加快,北极必将成为世界海道测量下一个热点。