实现测量技术完全独立自主

青岛学子为全球首艘智能型无人系统母船校准“基点”

青岛日报 2022年05月30日

■干明义架设仪器测量数据,为相关设备精密安装提供数据支持。

□青岛日报/观海新闻记者 王世锋

 本报5月29日讯 日前,全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”在广州下水,开始了核心设备、智能系统、无人系统的安装调试。全球首艘智能型无人系统母船是高端、前沿科技的集合体,而其中就有山东科技大学的科研力量。学校测绘与空间信息学院博士生许方正、本科生干明义加班加点,克服了时间紧、任务重、测量环境干扰大等诸多困难,为该船提供了精密安装测量技术支持,确保了仪器设备精确安装,并为船上众多仪器及传感器提供位置与姿态偏差等关键数据。

 “珠海云”智能型无人系统母船隶属于南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),长88.5米,型宽14.0米,型深6.1米,设计吃水3.7米,设计排水量约2000吨,最大航速18节,可搭载多种无人艇、无人机和水下潜航器,实现组网的海洋立体观测。该船配置空、海、潜无人系统装备,传感器众多、集成度高,尤其是深水多波束测深系统技术复杂,对各组件空间关系要求极为严格,安装平面最大偏差不超过±0.2毫米。要想确保船上的相关精密仪器,如深水多波束测深系统达到最佳工作状态,首先要通过测量为无人系统母船建构船坐标系,使无人系统母船相关的仪器装备都有一个稳固的“基点”。在该“基点”下,按照不同仪器的特点和工作要求,为其测量并提供精确安装所需的参数。在仪器及传感器安装完毕后,测量其在船坐标系下的安装位置与空间关系,从而使无人船所搭载的仪器设备达到最佳工作状态。测量工作长久以来由国外团队负责,可国外团队技术细节不公开,费用更高,且影响到船舶重要保密信息。

 该船海洋测绘仪器设备销售方找到了山东科技大学测绘与空间信息学院海洋测绘团队。该团队在海洋测绘基础理论研究、应用基础研究、技术研发、高科技成果推广应用、重大科技攻关等方面取得了一系列成果。团队近年来承担了省部级以上科研项目30余项,获得国家级科技进步奖二等奖1项,省部级科技奖12项,出版专著6部,发表SCI/EI检索学术论文200余篇。

 为了充分锻炼学生,团队选择程序开发经验丰富的博士生许方正和本科生干明义为“珠海云”服务。深水多波束测深系统测量范围达数千米,如果安装不严格到位、相关参数不精确,将严重影响测量结果,所谓“差之毫厘,谬之千里”。海洋测绘团队深感责任重大,针对任务难点做了多次研讨,制定了严密的技术方案,并依据数据处理流程开发了相应的数据处理软件,实现测量技术完全独立自主。

 5月的广州,气温已超过30℃。船坞、船舱内更是嘈杂、湿热。船体、船舱、甲板等均需要测量,许方正与干明义需要抱着几十斤重的仪器,穿梭于密集的脚手架之间,不断上上下下。无人系统母船需要多团队协同施工,他们的工作时间也就无法自主确定,只要有测量时机,他们就会抓紧时间工作,有时在船舱里一待就是十几个小时。现场测量复杂,大型车辆往来不间断,地面震颤不稳,会对测量结果产生一定影响。为了保证在限期时间内测得精确可靠的数据,他们与后方保障团队交流讨论,快速、准确地完成了测量任务,保证智能无人船如期顺利下水。