[发明专利]深海多层次海底资源精细原位探测装备系统的作业方法

说明书

本发明公开了一种深海多层次海底资源精细原位探测装备系统的作业方法，其中装备系统包括带有水面监测系统的母船、以及母船装载的带有机械手的复合型无人深潜器、若干着陆器；其具体作业方法包括以下步骤：第一步：基于深海声学探测器的复合型无人深潜器大范围扫测目标海域；第二步：水下信标着陆器的布放与水下定位系统的建立；第三步，基于深海三维激光雷达的复合型无人深潜器精确目标探测作业；第四步，构建深海局部资源环境的高精度三维空间模型；第五步：基于拉曼探测设备的原位精细评价与取样作业；第六步：重复步骤五操作，依次完成所有重点靶区原位精细探测、评价和取样；第七步：装备回收与作业完成。

技术领域

本发明涉及一种对深海资源进行考察作业的方法，具体来说涉及一种深海多层次海底资源精细原位探测装备系统的作业方法。

背景技术

目前，深海资源探测技术主要以声学探测和海底取样为主。声学探测手段主要指海洋地球物理观测，包括多波束声呐探测、拖曳式侧扫声呐探测、浅地层剖面回声探测及海洋地震测量等；海底取样主要指海洋生物地球化学观测。现有手段主要存在以下不足：

1)声学探测方法探测距离远，但是探测空间和时间分辨率都较低，受到海洋复杂声场环境的影响，声线跟踪模型精度有限，严重制约着探测精度；

2)海底取样方法由于深海环境与实验室环境在压力、温度等物理条件上的巨大变化，极有可能会改变化学成分，难以保证分析数据的准确性和真实性；此外，传统取样方法一般直接插入到取样区域(沉积物、矿物、流体等)，该手段破坏了海底沉积物表面原有的地质结构，而且仅限于面积较小的点位操作，大面积探测耗时久；

3)海上作业由于对探测结果的实时评估能力差，难以快速指导现场或修正新的探测目标，导致同一区域需多次勘测，造成海上探测资源的极大浪费和效率降低；

4)从搭载作业装备角度，传统无人无缆自治潜水器(AUV)可实现水下大范围的探测作业，但基于定点的水下精细探测和取样能力弱、搭载能力低；而无人有缆遥控潜水器(ROV)具有很强水下作业能力，但其受母船脐带缆影响，水下可移动作业范围有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种深海多层次海底资源精细原位探测装备系统的作业方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种深海多层次海底资源精细原位探测装备系统的作业方法，其中装备系统包括带有水面监测系统的母船、以及母船装载的带有机械手的复合型无人深潜器、若干着陆器；复合型无人深潜器上设有深海声学探测器、深海三维激光雷达探测器、以及深海激光拉曼光谱仪；着陆器设有用以对该海域的海水、沉积物、以及生物样本进行取样作业的取样装置；水面监测系统设有三维激光雷达实时成像软件及原位探测虚拟现实精准操控显示软件；其具体作业方法包括以下步骤：

第一步：基于深海声学探测器的复合型无人深潜器大范围扫测目标海域：母船携带相关设备到达目标海域，将复合型无人深潜器布放于调查区域，复合型无人潜水器采用自主巡航、全自动作业，并基于其上的深海声学探测器以扫测调查水下的基本地形地貌；

当扫测完成后，将无人深潜器回收到母船上，母船上科研人员对无人深潜器收集到的信息做分析与处理，以对目标海域的地形地貌初步了解，进而筛选出目标区域，且目标区域锁定于不超过10公里×10公里范围内；

第二步：水下信标着陆器的布放与水下定位系统的建立：在上一步锁定的目标区域内给定的至少三个的水面坐标点处分别释放着陆器沉底；着陆器与母船之间、着陆器与其余着陆器之间进行相互通信，以测量相互之间的距离；着陆器获取母船的精确坐标，然后每个着陆器通过几何关系确定自己的精确坐标，且着陆器实时监测复合型无人深潜器状态以传给母船，以作为无人深潜器水下定位的保障；