[发明专利]一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法

权利要求书

1.一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、AUV释放前的对准阶段，即AUV下水时调整声波发射器的指向为竖直向上，其后声波发射器一直保持竖直向上的角度，将定位无人机精确置于AUV正上方，使得无人机下方正中央的声波检测器对准定向声波束的中心；

S2、AUV和无人机的自主测绘，对准之后释放AUV，使其随着河流流向移动，垂直穿透到地面的定向声波束在水平面的投影也会移动，无人机下端的声波检测器阵列能敏感到声波强度最大点的变化方向，将检测到的变化方向融入控制回路，控制无人机旋翼的转速和方向，使其跟着声波强度最大点移动，因此能实时跟踪地下AUV；

S3、AUV和无人机的回收，即当AUV到达河流出口之后，测绘人员回收AUV和定位无人机，从无人机中调出北斗卫星导航数据，还原出AUV运动轨迹，完成地下河位置测绘，同时从AUV中获取各类传感器数据，丰富和完善地下河的测绘信息。

2.根据权利要求1所述的一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：所述步骤S1中无人机下端需要搭载高精度的定向声波检测装置，包括在无人机上搭载9个声波检测器，其中8个副检测器在无人机底面均匀围成一个圆，1个主检测器位于圆中央，9个检测器位于同一水平面内。

3.根据权利要求2所述的一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：步骤S2初始时刻主检测器敏感到的声波强度最大，在AUV往下一个位置移动的过程中，声波强度最大点也会在检测器阵列平面上移动，由于副检测器围成了一个圆，无论强度最大点往哪个方向移动，均会被其中一个副检测器敏感到，因此，在下一时刻，8个副检测器中会有一个出现最大值。

4.根据权利要求1所述的一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：所述步骤S2中无人机设置有拍照系统，根据地标数据对应采集时间匹配每一张测绘无人机所采集的二维照片，并根据每张二维照片中的定位标记点和像控点坐标，对二维照片进行标记排序，并采用Smart3D技术将标记过的二维照片按照坐标合成整体的三维影像模型。

5.根据权利要求1所述的一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：所述无人机上搭载激光测距仪，激光向飞行的正前方发射，将声波检测器数据和激光测距仪数据同时融入运动控制回路中，当检测到正前方某个距离范围内没有障碍物时，则在稳定跟踪声波信号的同时，缓慢降低飞行高度，一旦检测到距离阈值内出现障碍物，则逐渐增大飞行高度，竖直方向的飞行速度与无人机和障碍物距离成正比。

6.根据权利要求1所述的一种在组合导航条件下实现地下河测绘的测绘方法，其特征在于：所述AUV上也安装完整的北斗定位解算装置，在河流出口、入口和地下河天窗等地可以接收到卫星信号，凭此可以测量到地下河轨迹线上几个零散点的经纬度，再在探测器上安装惯性导航IMU，和零散的几个卫星定位点进行滤波结合，则可以在无人机丢失声波跟踪的情况下，单凭AUV上搭载的惯导和卫导的组合导航系统，勾勒出河流的大致位置走向。