一、项目背景

青岛某海域海底管道巡检，海底管道总长12km，管道直径900mm，平均水深10m左右，管道埋深1.5m左右，受该海域地质条件和海况条件等干扰因素影响，海床冲刷，管道悬跨、移位及外力作用等潜在风险较大，因此，在管道运行期间，为了确保海底管线安全运行，定期对海管外部检查，发现问题及时治理，将检查及治理情况形成报告存档，为以后检查分析提供对比依据，更全面掌握海管运行状况，确保海底管线安全运行。

本次采用翱飞科技自主产品HydroFrog 25无人船搭载GeoScope 100型参量阵浅剖和HQ-400多波束测深仪进行管道调查和地形测量，通过GS100型参量阵浅剖获取管道的位置和埋深信息，HQ-400多波束测深仪获取管道周边地形信息，以实现对管道所在区域冲刷和淤积进行监测，确保海底管线安全运行。

图1 管道规划路径

二、应用方案

本次调查区域在海陆交界处，水深：1-6m，水深较浅，因水深限制，有人船作业存在困难。经前期沟通，决定采用无人船搭载声学设备进行勘测，其优势在于，无人船操作灵活，搭载能力较强，续航较远，满足作业需求。

1、HydroFrog 25无人船

HydroFrog 25无人船为双体船，横摇更稳定，船长2.5m，船宽1.3米，中央采用开放式桁架，可搭载多种类型设备，执行不同场景任务。其前后安装平台便于无人船整体配重调平，最大有效载荷达45kg，4-5节航速下最大续航5小时。

图2 HydroFrog 25无人船

2、GeoScope 100型参量阵浅剖

GS100型参量阵浅剖差频频率5-20kHz，最大穿透距离40米，差频声源级大于194 dB/uPa @ 1m@10 kHz，换能器重量8Kg，甲板单元小巧，适用于搭载无人船作业。

图3 GS 100参量阵浅剖

3、HQ-400多波束测深仪

HQ-400是一款集小巧便携与功能多样于一身的新型三维测深仪，声呐重量2.7kg，甲板单元尺寸12.5cm*12.5cm*4.2cm，体积小，重量轻，功耗低，内置姿态、定位、声速，免校准免调试，开机即可作业，与无人船平台深度融合。

图4 HQ-400多波束测深仪

三、方案实施

1、设备安装

在岸上完成无人船整体组装、调试，分别将GS100型参量阵浅剖换能器、HQ-400多波束测深仪的换能器安装在无人船升降鳍上，其甲板单元安装在船艏搭载平台上及船仓内，并完成相关接线、调试工作。

图5     HF25无人船+GS100型参量阵浅剖

图6     HF25无人船+HQ-400多波束测深仪

2、下水测试

将无人船放置在水中，接通电源，测试无人船电台通讯正常，搭载设备都能工作正常。

图7 无人船下水

3、数据采集

① 路径规划

根据甲方提供的管道路由信息，在无人船控制软件中布设测线。无人船以4节航速沿测线自动巡线，在岸站显示端对搭载设备参数进行调节，记录数据，并通过岸站显示端实时监控无人船和搭载设备状态。

图8 无人船路径规划

② 浅剖采集

沿测线方向，垂直管线以4节航速，使用12kHz CW波测量管线，共测试七条测线，均能找到管线所在位置，其中有部分管线裸露。

图9  GS100型参量阵浅剖实时画面

③ 多波束采集

本次多波束选用120°开角，在浅水区域噪声抑制较好，多波束采用内置姿态传感器，安装方便，且免校准，搭配无人船作业姿态稳定，切换测线时尾流较小，对数据质量几乎没有影响。

图10 HQ-400多波束测深仪实时画面

四、成果展示

1、浅地层剖面仪测量成果

   
（点击右下角全屏按钮，视频观看更清晰）
2、多波束测深仪测量成果