[发明专利]浅海岛礁水上水下同步一体化空间测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种浅海岛礁水上水下同步一体化空间测量系统及方法，该测量系统包括系统固定底座和连接杆，所述连接杆穿过所述系统固定底座，连接杆位于系统固定底座的上半部分设有水上激光雷达，连接杆位于系统固定底座的下半部分设有水下多波束测量装置。本发明通过水上激光雷达和水下多波束测量装置同步测量得出水上和水下空间信息数据，然后处理数据后得到点云信息，进而得出水上空间结构信息以及水下空间信息和地形，本发明实现水上水下同步测量，相比传统测量大大提高了测量效率和数据完整性，为浅海岛礁水下水上各类工程提供了全新的测量手段。

技术领域

本发明涉及浅海的空间测量，具体地指浅海岛礁水上水下同步一体化空间测量系统及方法。

背景技术

在浅海岛礁水上水下的工程中，需要对水下的空间结构进行探测，以获取水下空间的信息，从而满足水下工程的需要。公布号为CN 105547261 A的中国发明专利公开了一种《一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法》，该系统由测量小艇前视避碰声呐探测测量小艇前行方向障碍物，若测量小艇前视避碰声呐探测到障碍物，则由测量小艇作业优化与中控终端控制测量小艇航行系统向邻近已测的测线方向进行避让，避让完成后重新返回测线进行勘测；由测量小艇浅水多波束测深系统探测测量小艇所在区域水深；若测量小艇浅水多波束测深系统中央波束所测水深小于0.5m的安全门限，则由测量小艇作业优化与中控终端判断为遭遇浅水障碍，并向小艇航行系统发送避让信号，从而使测量小艇向邻近已测测线方向进行避让，避让完成后测量小艇重新返回测线进行勘测；若所述的测量小艇浅水多波束测深系统连续100呯(ping)的边缘波束所测平均水深小于0.5m的安全门限，则由测量小艇作业优化与中控终端将测量结束信息传回勘测母船基站。该专利采用多波束测深系统进行探测，然而多波束测深系统具有以下不足：1、多波束测深是一种动态测量，受到现场环境条件的影响很大，例如风浪过大能引起涌浪滤波器测量的失真；2、多波束测深中姿态传感器、罗经偏差的静态测定和多波束探头综合偏差的动态测定存在偏差；3、多波束水深测量每ping需要接收很多波束，从接收第一个回波到最后一个回波，有一个时间差，在这一接收时段内，起伏和摇摆都会发生变化，可能影响水深及其点位归算的准确性。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种浅海岛礁水上水下同步一体化空间测量系统及方法，该系统在多波束探测空间数据的同时，利用量子雷达测量装置检测出水下空间数据，将两者检测的空间数据进行相似性比较从而判断多波束探测空间信息的准确度。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种浅海岛礁水上水下同步一体化空间测量系统，其包括系统固定底座和连接杆，所述连接杆穿过所述系统固定底座，连接杆位于系统固定底座的上半部分设有水上激光雷达，连接杆位于系统固定底座的下半部分设有水下多波束测量装置。

进一步地，所述连接杆顶端设有外壳载体，所述外壳载体的一面为斜面，水上激光雷达的激光扫描头设于该斜面上；所述外壳载体的内部设有PC处理器和惯性测量单元，所述外壳载体的侧面设有供电口、移动存储接口和外置WiFi天线；所述外壳载体的顶端通过GNSS连接杆连接有GNSS天线。

进一步地，所述连接杆的底端通过角度调节座与水下多波束测量装置连接。

更进一步地，所述连接杆的底端还连接有量子雷达测量装置，所述量子雷达测量装置包括：所述连接杆的底端还连接有量子雷达测量装置，所述量子雷达测量装置包括激光光源、球形底座、信号发生器、光子存储器、光子检测器和处理器，其中激光光源用于产生纠缠光子信号，纠缠光子信号包括发射光子和本地光子；球形底座连接有驱动器，该驱动器能够驱动球形底座做360度旋转；信号发生器设于球形底座上，信号发生器与激光光源连接，信号发生器用于将所述发射光子发射出；光子存储器用于存储纠缠光子信号中的本地光子，当发射光子遇到目标时，本地光子从光子存储装置中射出；光子检测器用于检测从光子存储装置中射出的本地光子；处理器分别与球形底座和光子检测器连接，处理器包括计算模拟模块，计算模块用于根据球形底座带动信号发生器的发射方位和发射光子遇到目标的时间计算模拟出水下空间位置。