时间 2021年5月
设备 L25海洋调查无人艇、Kongsberg EM2040P型浅水多波束条带测深系统、海卓同创MS8200型多波束测深系统
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)为了科学有效地测试无人船艇在海上的实际工作能力，海洋科考平台以完成万山海域地形测绘任务为导向，采用无人艇实施本次任务。
图 | L25海洋调查无人艇
1、测区概况
万山海域整体地势较为平坦，整体趋势呈现为西北部向东南部倾斜，水深由西北部约20m逐渐变化至东南部27m。海底表面地势平坦，无明显人工地貌体和其他障碍物，岸坡附近坡度陡峭。
2、测区设置
试验海区为万山群岛中心区域。在东澳岛、白沥岛、小万山岛、大万山岛四岛之间水域进行多波束地形测量。
图 | 多波束测区海图
3、集成方案
多波束测深系统分为水下换能器和水上甲板单元两部分，水下换能器安装于升降鳍下端，通过液压泵驱动升降机构，实现多波束的入水工作和出水回收。工作时，保证船舶工作航速航行时换能器浸没在水中，并能有效避免乱流和附面层气泡的干扰；回收后，设备离开水面，降低设备挂碰风险。
多波束甲板单元安装于水密设备舱内，换能器线缆通过水密穿舱件进入设备舱并接入主机，主机数据接口为TCP/IP协议，通过RJ45网口接入工控机内，通过远程桌面的形式在远端控制基站进行参数配置、数据采集及存储。
4、作业概述
本次任务由2条L25海洋调查无人艇共同执行，各自独立作业最后于测区中部汇合。通信系统天线使用全向天线，距海平面约8m，测量过程中由两人分别负责监控两条无人艇的航行状态，一人负责监控多波束测深系统工作状态，每天测量开始前与结束后各进行一次声速剖面测量。整个作业任务完成顺利。
本次任务共计完成多波束116条、总长约443km的测线，测量海域面积约16km²。
图 | 多波束测线图
5、试验结果分析
5月29日预报浪高达1.0m以上，海况达到3级，测线实时涌浪数据如下图所示。选取无人艇29日的姿态曲线，对整体船姿进行评估。从横摇曲线图中可以看出，船体横摇值基本低于10°，平均横摇值为±5°内；测线纵摇曲线图可看出，受涌浪影响，船体纵摇幅度较大，平均在±4°以内。多波束测深系统在工作中通常具有姿态补偿功能，以Kongsberg EM2040P为例，其横摇补偿波束为±15°，纵摇补偿波束为±10°。三级海况下的L25仍能保持较好的船体姿态，船体姿态较好满足多波束测深系统的工作需求。
图 | 实时涌浪数据
图 | 三级海况横摇曲线图
图 | 三级海况纵摇曲线图
试验完成后，经过处理得到测绘成果图。
图 | 测绘成果图
岛礁周边水域处于自建宽带专网通信范围内，采用无人艇单独开展水下地形测量，人员无需租船出海。在三级海况下，海洋调查无人艇仍可保持较好的航行姿态，满足多波束测深系统的作业要求。单个测量队伍使用单台岸基基站即可实现多条无人艇测绘任务布置与监控，成倍提高作业效率。海洋调查无人艇作为智能化水面移动平台，为海岛调查与开发提供经济高效的全新手段。
