一种水下磁场高精度测量方法及系统

1.本发明涉及磁场测量技术领域，特别涉及一种水下磁场高精度测量方法及系统。


背景技术：

2.目前，水下磁场测量的主流方案有两种，一种是在固定区域的水下环境布置磁场测量装置，直接对水下磁场进行测量；另一种是在船只布置磁场测量装置，让船只携带着磁场测量装置并在固定的测量区域按照要求进行航行，从而完成对水下磁场的测量。水下磁场测量对磁场测量装置的定位精度的要求极高，通常要求定位精度在一米以内。当采用第一种方式进行水下磁场测量时，容易受到水流速度或者水下深度的影响，导致测量精度低；当采用第二种方式进行水下磁场测量时，携带磁场测量装置的船只的惯性很大，使得船只的操控难度极大，磁场测量效率低，无法在远航途中的情况下执行磁场测量作业。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种操作简便、机动性良好的水下磁场高精度测量方法及系统，通过各分系统的自主智能协作实现水下磁场的自主精准测量，操作简便，机动性良好，能够有效地提高水下磁场的测量精度。
4.本发明解决其技术问题的解决方案是：第一方面，本技术提供一种水下磁场高精度测量方法，应用于水下磁场高精度测量系统，所述系统包括：
5.第一uuv和第二uuv，所述第一uuv和所述第二uuv通过光纤连接，所述第一uuv和所述第二uuv均沿磁场测量轨迹航行，所述磁场测量轨迹设置有i个磁场测量位置及对应的i个磁场测量子位置，其中，i＝1，2，3，...，n；
6.水下测量分系统，搭载于所述第一uuv上，与所述水下中继分系统进行实时通信；
7.水下中继分系统，搭载于所述第二uuv上；
8.中心控制分系统，与所述水下中继分系统进行实时通信；
9.包括如下步骤：
10.所述第二uuv保持静止，所述第一uuv向第i磁场测量位置航行，所述水下测量分系统发射第二高频声纳信号，所述水下中继分系统通过所述第二高频声纳信号的发射时间和到达时间对所述第一uuv进行位姿校准，确保第一uuv能够到达第i磁场测量位置；
11.当所述第一uuv到达第i磁场测量位置时，所述第一uuv停止航行，所述水下测量分系统对水下磁场进行测量，输出所述磁场测量信息至所述水下中继分系统；其中，i＝1，2，3，...，n；
12.当所述第一uuv到达第i磁场测量位置时，所述第二uuv航行至第i磁场测量子位置，在所述第二uuv航行的过程中，所述水下测量分系统根据所述第二高频声纳信号的发射时间和到达时间对所述第二uuv进行位姿校准；
13.判断所述水下测量分系统是否完成在所有所述磁场测量位置的磁场测量；
14.如果否，则令i＝i 1，循环以上步骤；
15.如果所述水下测量分系统完成在所有所述磁场测量位置的磁场测量，则所述第一uuv和所述第二uuv均返回至所述磁场测量轨迹的起点位置；
16.其中，当所述第二uuv获得所述磁场测量信息时，所述水下中继分系统将所述磁场测量信息发送至所述中心控制分系统，所述中心控制分系统对所述磁场测量信息进行处理并计算，输出计算结果并展示。
17.另一方面，本技术提供了一种水下磁场高精度测量系统，包括：基站定位分系统、水下测量分系统、水下中继分系统和中心控制分系统，所述水下测量分系统搭载于第一uuv，所述水下中继分系统搭载于第二uuv上，所述水下中继分系统分别与所述水下测量分系统和所述中心控制分系统进行实时通信；
18.所述第一uuv和所述第二uuv通过光纤连接，所述第一uuv和所述第二uuv均沿磁场测量轨迹航行；
19.其中，所述基站定位分系统包括:
20.高频声纳聚束发射器，用于沿垂直方向向下发射第一高频声纳信号，所述第一高频声纳信号用于对所述第二uuv进行定位，确保所述第二uuv的初始位置位于所述高频声纳聚束发射器的正下方；
21.刚体伸缩杆，其一端用于固定于船只的船首，其另一端与所述高频声纳聚束发射器连接；
22.其中，所述水下测量分系统包括：
23.第一深度传感器，用于检测所述第一uuv所在位置水深；
24.磁场测量装置，用于进行水下磁场的测量，得到磁场测量信息；
25.第一高频声纳换能器和第二高频声纳换能器，用于发射第二高频声纳信号；所述第一高频声纳换能器和所述第二高频声纳换能器通过刚体连接，所述第一高频声纳换能器固定在所述第一uuv的一端，所述第二高频声纳换能器固定在所述第一uuv的另一端；
26.第一光纤通信装置，用于与所述水下中继分系统进行实时通信；
27.第一嵌入式智能控制装置，用于记录第二发射时间值和第二到达时间值，根据所述第二发射时间值和所述第二到达时间值的差值，通过所述第一光纤通信装置输出第二位姿校准信号至所述水下中继分系统；所述第二位姿校准信号用于控制第二uuv进行位姿校准；
28.所述第一嵌入式智能控制装置还用于生成所述第一uuv的特定状态信息；
29.所述第二发射时间值定义为在所述第二uuv航行的过程中，所述水下测量分系统发射第二高频声纳信号的时间值；
30.所述第二到达时间值定义为在所述第二uuv航行的过程中，所述第二高频声纳信号到达所述水下中继分系统的时间值；
31.其中，所述水下中继分系统包括：
32.第二深度传感器，用于检测所述第二uuv所在位置水深；
33.水听器阵列，所述水听器阵列包括三个水听器，三个所述水听器以所述第二uuv的中心为中心呈等边三角形布置，所述水听器均用于接收所述第二高频声纳信号；
34.第二光纤通信装置，用于与所述第一光纤通信装置进行实时通信；
35.第二嵌入式智能控制装置，用于记录第一到达时间值和第一发射时间值，根据所
述第一到达时间值和所述第一发射时间值的差值，通过所述第二光纤通信装置输出第一位姿校准信号，所述第一位姿校准信号用于对所述第一uuv进行位姿校准；
36.其中，所述第一发射时间值定义为在所述第一uuv航行的过程中，所述水下测量分系统发射第二高频声纳信号的时间值；
37.所述第一到达时间值定义为在所述第一uuv航行的过程中，所述第二高频声纳信号到达所述水下中继分系统的时间值；
38.所述第二嵌入式智能控制装置还用于生成所述第二uuv的特定状态信息；
39.浮标通信装置，用于将所述磁场测量信息、所述第一uuv的特定状态信息和所述第二uuv的特定状态信息输出至所述中心控制分系统；
40.其中，所述中心控制分系统包括：
41.无线电通信装置，用于与所述浮标通信装置进行实时通信；
42.上位机，用于处理所述磁场测量信息、所述第一uuv的特定状态信息和所述第二uuv的特定状态信息，输出处理结果并显示于人机交互界面。
43.本发明的有益效果是：提供一种水下磁场高精度测量方法及系统，该方法无需搭建固定的水下磁场测量场所，亦无需人为控制，通过多分系统相互协作实现水下磁场的多个区域的探测，确保了磁测量仪器的定位精度和测量准确率，提高了磁场检测的工作效率，可在远航途中的情况下实现水下磁场的检测。
附图说明
44.图1为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量系统的结构图；
45.图2为本技术实施例提供的基站定位分系统的结构图；
46.图3为本技术实施例提供的水下中继分系统和水下测量分系统的结构示意图；
47.图4为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的流程图；
48.图5a为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第一应用场景示意图；
49.图5b为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第二应用场景示意图；
50.图5c为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第三应用场景示意图。
具体实施方式
51.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
52.下面结合说明书附图和具体的实施例对本技术进行进一步的说明。所描述的实施例不应视为对本技术的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
53.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
54.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，
不是旨在限制本技术。
55.对本技术实施例进行进一步详细说明之前，对本技术实施例中涉及的名词和术语进行说明，本技术实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
56.(1)uuv(underwater unmanned vehicle，无人无缆潜水器)，是指不需要人工驾驶，通过自主或者遥控手段在水下执行航行任务的水下载具，主要用于水下环境探测、救生救援等。uuv可以搭载多种传感器或者海洋专用设备，具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性、环境适应性等特点。
57.需要说明的是，以下所涉及的实施例中的无人潜水器即指代uuv。
58.目前，在本领域中，通常通过在水下固定区域布放磁场测量装置，实现测量水下磁场的磁场情况；或者，在船只布置磁场测量装置，让携带着磁场测量装置的船只在固定的测量区域内按照要求进行移动，进而测量水下磁场。然而，水下磁场测量对磁场测量装置的定位精度的要求极高，通常要求定位精度在一米以内。当采用第一种方式进行水下磁场测量时，容易受到水流速度或者水下深度的影响，导致测量精度低；当采用第二种方式进行水下磁场测量时，携带磁场测量装置的船只本身在航行的过程中存在有很大的惯性，这样会导致船只难以操控，磁场测量效率低。并且，上述两种方法均无法在远航途中的情况下执行高精度的磁场测量作业。
59.针对上述本领域存在的技术问题，如水下磁场测量工作的效率低、成本高、机动性差等问题，本技术提供了一种水下磁场测量方法及系统，该方法通过多系统自主智能协作实现对不同区域的磁场进行协同测量，减少磁测量仪器的定位积累误差，在提高定位精度的同时提高工作效率。并且，本技术无需搭建固定的水下磁场测量场所，提高测磁作业灵活性，降低成本，自主高效地实现水下磁场的测量工作，不需要人为控制。
60.参照图1所示，图1所示为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量系统的结构图。本技术的一个实施例，在对本技术提供的水下磁场高精度测量方法进行说明和阐述之前，先对该方法所应用的水下磁场高精度测量系统的结构进行说明。该水下磁场高精度测量系统包含有四个分系统，分别为：
61.水下测量分系统，设置在第一无人潜水器100上，和水下中继分系统实时通信。
62.需要说明的是，测量分系统的作用为测量一定的水下深度的水下磁场，通过测量一定水深的磁场情况进而得到磁场测量信息，并在第二无人潜水器200航行时校准第二无人潜水器200的位置和姿态。
63.水下中继分系统，设置在第二无人潜水器200上，和水下测量分系统实时通信。
64.需要说明的是，中继分系统的作用为在一定的水下深度且当第一无人潜水器100航行时，校准第一无人潜水器100的位置和姿态，以提高测量分系统检测得到的磁场测量信息的准确率。
65.更进一步地，中继分系统的作用还为接收来自测量分系统的磁场测量信息，并发送给中心控制分系统。
66.需要说明的是，本技术的两个无人潜水器通过光纤400连接，且均沿磁场测量轨迹运动。磁场测量轨迹设置有若干个磁场测量位置和磁场测量子位置，磁场测量位置和磁场测量子位置一一对应。当第一无人潜水器100到达磁场测量位置时第一无人潜水器100停止航行并开始磁场测量，第二无人潜水器200朝磁场测量子位置的方向航行。当第二无人潜水
器200到达磁场测量子位置时第二无人潜水器200停止航行，第一无人潜水器100停止磁场测量并朝下一个磁场测量位置航行。以此循环，直到第一无人潜水器100完成在最后一个磁场测量位置的磁场测量。
67.中心控制分系统，和水下中继分系统实时通信。其作用是接收来自中继分系统的信息，对信息进行分析、处理和计算，得到相关的计算结果。
68.可选地，相关的计算结果展示于控制分系统的人机交互界面。
69.基站定位分系统300，其作用为在第一无人潜水器100和第二无人潜水器200向一定的水下深度下降的过程中，校准第二无人潜水器200的位置和姿态，确保第二无人潜水器200的位置和姿态正确，提高磁场测量的准确率。
70.参照图1和图2所示，图2为本技术实施例提供的基站定位分系统300的结构图。本技术的一个实施例，下面对定位分系统300进行进一步地说明和阐述。定位分系统300中布设有刚体伸缩杆310和高频声纳聚束发射器320。
71.需要说明的是，高频声纳聚束发射器320的作用是沿着垂直的方向向下发射高频率的声纳信号，高频声纳聚束发射器320所发射的信号记作第一高频声纳信号。
72.可选地，高频声纳聚束发射器320主要由子高频声纳换能器和声波聚束装置构成。子高频声纳换能器是将电信号转换成水声信号的换能器，用来向水中辐射声波。它必须承受足够功率，具有较高的机械强度和高的电声效率，并需容易和发射机匹配。声波聚束装置是将声波信号的方向角变小，使得声波信号聚合至中继分系统。
73.需要说明的是，刚体伸缩杆310为可沿垂直方向上下伸缩的杆体。它的一端可以在船只的首部位置固定，远离首部位置的一端则与高频声纳聚束发射器320连接。刚体伸缩杆310的作用是将高频声纳聚束发射器320置入水下。其中，船只是指使用该水下磁场高精度测量系统的使用者所乘坐的船只。
74.在本具体实施例中，中继分系统可以通过高频声纳聚束发射器320所发射的高频率声纳信号，校准第二无人潜水器200的位置和姿态，保证第二无人潜水器200的初始位置在高频声纳聚束发射器320的正下方。而第二无人潜水器200与第一无人潜水器100通过光纤400连接，定位准确的第二无人潜水器200对第一无人潜水器100可进行位置和姿态的调整，进而使得第一无人潜水器100抵达磁场测量轨迹。本技术提供的定位分系统300实现了本技术的两个无人潜水器进行精确的定位，确保第二无人潜水器200准确地抵达磁场测量轨迹的起点位置，其初始位置为磁场测量轨迹的起点位置，这样做可以为磁场高精度测量提供保障。
75.参照图1和图3所示，图3为本技术实施例提供的水下中继分系统和水下测量分系统的结构示意图。本技术的一个实施例，下面先对水下测量分系统和测量分系统共同执行水下磁场的测量和磁场测量信息的传输的过程进行进一步地说明和阐述。
76.测量分系统的其中一个作用是测量水下磁场，并将水下磁场和第一无人潜水器100的相关信息通过中继分系统发送给控制分系统。对此，测量分系统布设有磁场测量装置120和第一光纤通信装置，测量分系统通过磁场测量装置120和第一光纤通信装置共同实现水下磁场测量。
77.具体地，磁场测量装置120的作用是测量水下磁场，得到磁场测量信息。
78.需要说明的是，磁场测量装置120也称作磁测量仪器，磁测量仪器是对宏观磁场和
磁性材料进行磁学量测量的仪器。通常按测量对象不同分为两大类。第一类仪器用于测量磁场强度、磁通密度、磁通量、磁矩等表征磁场特征的物理量。第二类仪器用于测量磁导率、磁化强度、磁化曲线、磁滞回线、交流损耗等磁性材料的特性。
79.需要说明的是，本技术对磁测量仪器的类型不作具体限定，其类型可以根据实际情况而选定。因此，本技术对测量得到的磁场测量信息所表征的磁场特征的物理量也不作具体限定，其所表征的磁场特征的物理量根据磁测量仪器的类型而定。
80.可选地，在第一无人潜水器100沿轨迹运动至磁场测量位置时，磁场测量装置120开始测量水下磁场信息，得到磁场测量信息；当第二无人潜水器200沿轨迹运动至磁场测量子位置时，磁场测量装置120停止测量水下磁场信息。
81.需要说明的是，第一光纤通信装置的作用是与中继分系统进行实时通信，即与中继分系统进行信号和信息的传输。
82.本具体实施例中，由于第一无人潜水器100和第二无人潜水器200通过光纤400连接，即两者之间进行光纤通信，磁场测量信息通过第一光纤通信装置和第二光纤通信装置实时传输至中继分系统。光纤通信的频带宽，通信容量大，能够支持两个无人潜水器之间大量的数据的传输。并且，光纤通信抗电磁干扰，在两个无人潜水器进行通信的过程中不会受到水下磁场的干扰。
83.而中继分系统则布设有第二光纤通信装置和浮标通信装置500。第二光纤通信装置与第一光纤通信装置实现光纤通信，进而实现中继分系统与测量分系统之间的信号和信息传输。浮标通信装置500的作用是实现中继分系统与控制分系统之间的数据通信。
84.在一实施例中，测量分系统的第一光纤通信装置把磁场测量信息实时传输给第二光纤通信装置，第二光纤通信装置将磁场测量信息传输给浮标通信装置500。而浮标通信装置500则把所接收到的磁场测量信息传输给控制分系统，以供控制分系统进行水下磁场分析。
85.基于上述实施例，由于第一无人潜水器100承载着测量分系统，第一无人潜水器100的位置和姿态很大程度上影响了测量分系统的磁场测量准确率，若第一无人潜水器100的位置和姿态不正确，则会导致第一无人潜水器100无法准确地抵达磁场测量位置，或者导致其所承载的磁测量仪器测量磁场的角度有误差。由此可见，校准第一无人潜水器100的位置和姿态是非常有必要的。
86.本技术中，为了降低第一无人潜水器100的位置和姿态对磁场测量的影响，保证第一无人潜水器100保持正确的位置和姿态，以及保证第一无人潜水器100准确地抵达磁场测量位置，在第一无人潜水器100运动至磁场测量位置的过程中，中继分系统获取测量分系统发送的第二高频声纳信号，并通过第二高频声纳信号对第一无人潜水器100的位置和姿态进行实时地调整。这样做能够保证第一无人潜水器100能够准确地到达磁场测量位置，进而确保水下磁场的测量精度。
87.本技术的一个实施例，下面先对水下中继分系统对第一无人潜水器100的位置和姿态进行校准的过程进行进一步地说明和阐述。
88.测量分系统还布设有高频声纳换能器组110。高频声纳换能器组110分为第一高频声纳换能器111和第二高频声纳换能器112。高频声纳换能器组110的作用是发射高频率的声纳信号，高频声纳换能器组110所发射的信号记作第二高频声纳信号。
89.更进一步地，两个高频声纳换能器经刚体连接在一起。其中，刚体的一端固定有第一高频声纳换能器111，其另一端固定有第二高频声纳换能器112。
90.在本具体实施例中，在第一无人潜水器100沿着磁场测量轨迹运动的过程中，高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，直到完成整个测量轨迹的磁场测量。在一实施例中，高频声纳换能器组110发射的高频率声纳信号用于提供给中继分系统，以供中继分系统校准第一无人潜水器100的位置和姿态。在另一实施例中，高频声纳换能器组110发射的高频率声纳信号还用于提供给测量分系统，以供测量分系统校准第二无人潜水器200的位置和姿态。
91.中继分系统还布设有：水听器阵列210和第二嵌入式智能控制装置。在本技术中，中继分系统的水听器阵列210、第二嵌入式智能控制装置和第二光纤通信装置协同实现在第一无人潜水器100航行的过程中，对第一无人潜水器100的位置和姿态的校准。
92.具体地，水听器阵列210的作用是获取第一高频声纳信号和第二高频声纳信号。第一高频声纳信号由基站定位分系统的高频声纳换能器组110发射；第二高频声纳信号由测量分系统的高频声纳换能器组110发射。
93.可选地，水听器阵列210由第一水听器211、第二水听器212和第三水听器213构成。第一水听器211、第二水听器212和第三水听器213以第二无人潜水器200的中心作为中心点，并呈等边三角形布置。等边三角形的目的是为了测量与高频声纳聚束发射器320的距离。当第一水听器211、第二水听器212和第三水听器213中两两距离相等时说明第二无人潜水器200在高频声纳聚束发射器320的正下方。
94.需要说明的是，水听器是将声信号转换成电信号的换能器，其在声纳中的地位类似于无线电设备中的天线，用来接收水中的声信号。水听器广泛用于水中通信、探洲、目标定位、跟踪等。可选地，水听器的类型可以是矢量水听器，也可以是光纤水听器。
95.具体地，第二嵌入式智能控制装置的作用是通过光纤通信装置获取第一发射时间值。
96.需要说明的是，第一发射时间值定义为在第一无人潜水器100航行的过程中，测量分系统的高频声纳换能器组110发射第二高频声纳信号的时间值。
97.具体地，第二嵌入式智能控制装置的作用还包括存储第一到达时间值，将第一发射时间值和第一到达时间值进行作差，得到第一距离；通过第一距离输出第一位姿校准信号给水下测量分系统，以对第一无人潜水器100的位置和姿态进行校准。
98.需要说明的是，第一到达时间值定义为在第一无人潜水器100航行的过程中，第二高频声纳信号到达水下中继分系统的水听器阵列210的时间值。
99.需要说明的是，水下中继分系统通过第二光纤通信装置传输第一位姿校准信号给水下测量分系统。
100.在本具体实施例中，当第一无人潜水器100抵达进行磁场测量位置时，测量分系统进行磁场测量。在第一无人潜水器100航行的过程中，水听器阵列210实时获取由测量分系统的高频声纳换能器组110发射的第二高频声纳信号；第二嵌入式智能控制装置通过第二光纤通信装置接收第一发射时间值；第二嵌入式智能控制装置记录第一发射时间值和第一到达时间值。第二嵌入式智能控制装置通过对第一发射时间值和第一到达时间值进行处理和计算，得到第一无人潜水器100的当前位置信息，即第一无人潜水器100与磁场测量位置
之间的距离。之后，第二嵌入式智能控制装置通过第一无人潜水器100与磁场测量位置之间的距离校准所述第一无人潜水器100的位置和姿态，以保证第一无人潜水器100的位置和姿态正确，降低第一无人潜水器100的位置和姿态对磁场测量装置120的影响，进而提高水下磁场测量的精度。
101.基于上述实施例，本技术通过第二无人潜水器200来校准第一无人潜水器100的位置和姿态，因此第二无人潜水器200的位置和姿态对第一无人潜水器100的位姿校准有着一定程度的影响。若第二无人潜水器200的位置和姿态存在偏差，可能会导致在校准第一无人潜水器100的位置和姿态时出现校准误差，进而导致磁测量仪器测量水下磁场时出现测量误差。由此可见，校准第二无人潜水器200的位置和姿态也是非常有必要的。为了降低第二无人潜水器200的位置和姿态对第一无人潜水器100的位姿校准的影响，本技术通过控制高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，根据该高频率的声纳信号，测量分系统对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准。
102.本技术的一个实施例，下面将对测量分系统对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准的过程进行进一步地说明和阐述。测量分系统还布设有第一嵌入式智能控制装置。
103.具体地，第一嵌入式智能控制装置通过光纤通信装置获取第二到达时间值。
104.需要说明的是，第二到达时间值定义为在第二无人潜水器200航行的过程中，第二高频声纳信号到达水下中继分系统的水听器阵列210的时间值。
105.第一嵌入式智能控制装置的作用还包括：记录第二发射时间值和第二到达时间值，将第二发射时间值和第二到达时间值进行作差，得到第二距离；通过第二距离输出第二位姿校准信号给中继分系统，以对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准。
106.需要说明的是，第二发射时间值定义为在第二无人潜水器200航行的过程中，测量分系统发射第二高频声纳信号的时间值。
107.需要说明的是，测量分系统通过第一光纤通信装置传输第二位姿校准信号给中继分系统。
108.在本具体实施例中，在第二无人潜水器200向第一无人潜水器100航行的过程中，测量分系统对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准。第一无人潜水器100的位置和姿态的校准是基于第二无人潜水器200的位置和姿态的校准，第二无人潜水器200的位置和姿态会影响到其所接收到的第二高频声纳信号，可能会导致其接收到第二高频声纳信号出现一定的误差，进而使得中继分系统对第一无人潜水器100的姿态和位置进行有误差性地校准。因此，在中继分系统对第一无人潜水器100校准位置和姿态的同时，对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准有一定的必要性。
109.本技术中，中继分系统的水听器阵列210实时获取由测量分系统的高频声纳换能器组110发射的第二高频声纳信号。第一嵌入式智能控制装置通过第一光纤通信装置获取第二高频声纳信号到达中继分系统的时间值，即第二到达时间值。第一嵌入式智能控制装置通过对第二到达时间值和第二发射时间值进行作差计算，得到第二无人潜水器200的当前位置信息，即第二无人潜水器200与磁场测量子位置之间的距离。第一嵌入式智能控制装置根据该距离校准所述第二无人潜水器200的位置和姿态，以保证第二无人潜水器200的位置和姿态正确，进而保证中继分系统对第一无人潜水器100进行位置和姿态的校准的准确
率。
110.基于上述实施例，在磁场测量时，通常需要磁测量仪器抵达一定的深度方可进行磁场测量，水下深度一定程度上影响了水下磁场的测量。不同水深的水流不仅会对变化地磁场的高频信息产生抑制作用，而且变化地磁场活动性也影响着响应的感应地磁场的变化特征。对此，本技术的第一无人潜水器100和第二无人潜水器200下降至一定的水下深度时方可开始磁场测量流程。
111.本技术的一个实施例，下面将对第一无人潜水器100和第二无人潜水器200下降至一定的水下深度的过程进行说明和阐述。
112.测量分系统还布设有第一深度传感器。第一深度传感器的作用是对第一无人潜水器100当前位置的水深进行检测，得到第一无人潜水器100所在位置水深。
113.在本具体实施例中，本技术通过设置深度传感器检测第一无人潜水器100当前位置的水深，当其当前位置的水深未抵达指定的水下深度时，第一无人潜水器100保持垂直向下运动。当其当前位置的水深抵达指定的水下深度时，第一无人潜水器100停止运动且保持静止，以保证第一无人潜水器100抵达水下磁场测量的深度，为高精度磁场测量提供了保障。
114.中继分系统还布设有第二深度传感器。第二深度传感器的作用是对第二无人潜水器200当前位置的水深进行检测，得到第二无人潜水器200所在位置水深。
115.在本具体实施例中，搭载有中继分系统的第二无人潜水器200是校准第一无人潜水器100的基础，因此第二无人潜水器200所抵达的水下深度在一定程度上影响了中继分系统对第一无人潜水器100的位置和姿态校准的准确度。本技术通过设置深度传感器检测第二无人潜水器200当前位置的水深，当其当前位置的水深未抵达指定的水下深度时，第二无人潜水器200保持垂直向下运动。当其当前位置的水深抵达指定的水下深度时，第二无人潜水器200停止运动，保持静止，以保证第二无人潜水器200抵达水下磁场测量的深度，提高磁场测量的精度。
116.本技术的一个实施例，第一嵌入式智能控制装置和第二嵌入式智能控制装置还用于生成无人潜水器的特定状态信息。
117.具体地，第一嵌入式智能控制装置的作用还包括生成第一无人潜水器100的特定状态信息。可选地，第一无人潜水器100的特定状态信息至少包括第一无人潜水器100的运动状态、其所到达的磁场测量位置的位置信息以及第一位姿校准信号。第一无人潜水器100的特定状态信息通过第一光纤通信装置和第二光纤通信装置传输给中继分系统。
118.具体地，第二嵌入式智能控制装置的作用还包括生成第二无人潜水器200的特定状态信息。可选地，第二无人潜水器200的特定状态信息至少包括第二无人潜水器200的运动状态、其所到达的磁场测量位置的位置信息以及第二位姿校准信号。
119.本技术的一个实施例，下面将对控制分系统进行进一步地说明和阐述。该控制分系统中布设有：无线电通信装置和上位机。
120.需要说明的是，无线电通信装置是舰艇上利用无线电波传输信息的设备，其主要用于舰艇对外通信，是进行远距离通信的唯一手段。无线电通信装置由发信机、收信机、天线、馈线和相应的终端设备构成。
121.在本具体实施例中，无线电通信装置与浮标通信装置500实现磁场测量信息、第一
无人潜水器100的特定信息和第二无人潜水器200的特定信息的传输，进而实现控制分系统与中继分系统的通信。而上位机的作用是处理磁场测量信息、第一无人潜水器100的特定信息和第二无人潜水器200的特定信息，分析水下磁场的情况。上位机将处理后的结果显示到人机交互界面上，向用户展示当前无人潜水器的状态信息、水下磁场信息和无人潜水器的运动轨迹等重要信息。
122.本发明根据目前水下磁场测量的特点，基于群体智能算法，通过多个无人潜水器的相互协同实现对水下磁场的自主高效探测。同时，本发明采用协同定位方法，确保了无人潜水器和磁场测量装置的定位的精准性以及水下磁场测量的准确性，确保了通信的实时性和水下作业全过程的可观测性。
123.参照图4所示，图4所示为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的流程图。本技术的一个实施例，结合前面对水下磁场高精度测量系统的阐述，下面将对水下磁场高精度测量方法进行说明和阐述。该水下磁场高精度测量方法可以包括但不限于以下步骤。
124.101，第二uuv保持静止，第一uuv向第i磁场测量位置航行，水下测量分系统发射第二高频声纳信号，水下中继分系统通过第二高频声纳信号的发射时间和到达时间对第一uuv进行位姿校准，确保第一uuv能够到达第i磁场测量位置。其中，i＝1，2，3，...，n。
125.需要说明的是，本技术的磁场测量轨迹上布设i个磁场测量位置及对应的磁场测量子位置。磁场测量子位置的数量与磁场测量位置的数量相同。其中，i＝1，2，3，...，n。本技术对磁场测量位置的数量不作具体限制。
126.需要说明的是，当第一无人潜水器100抵达第i个磁场测量位置时停止航行，第二无人潜水器200朝对应的磁场测量子位置沿轨迹运动。当第二无人潜水器200抵达对应的磁场测量子位置时停止航行，第一无人潜水器100朝下一个磁场测量位置沿轨迹运动。以此循环，直到第二无人潜水器200抵达最后一个磁场测量子位置，第一无人潜水器100和第二无人潜水器200运动回到轨迹的起始位置。
127.在本步骤中，承载着磁测量仪器的第一无人潜水器100需要先抵达其进行磁场测量的位置，即第i磁场测量位置。为了避免第一无人潜水器100在航行至磁场测量位置的过程中出现偏航的现象，在第一无人潜水器100航行的过程中，其高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，中继分系统接收到该高频率的声纳信号，根据该高频率的声纳信号对第一无人潜水器100的位置和姿态进行实时校准，以防止第一无人潜水器100偏离磁场测量的航线，确保第一无人潜水器100准确地抵达磁场测量位置，进而确保水下磁场测量的精度。
128.本技术中，由于第一无人潜水器100承载着测量分系统，第一无人潜水器100的位置和姿态很大程度上影响了测量分系统的磁场测量准确率，若第一无人潜水器100的位置和姿态不正确，则会导致第一无人潜水器100无法准确地抵达磁场测量位置，或者导致其所承载的磁测量仪器测量磁场的角度有误差。由此可见，校准第一无人潜水器100的位置和姿态是非常有必要的。为了降低第一无人潜水器100的位置和姿态对磁场测量的影响，保证第一无人潜水器100保持正确的位置和姿态，以及保证第一无人潜水器100准确地抵达磁场测量位置，本技术通过控制高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，中继分系统接收到该高频率的声纳信号，并根据该声纳信号不断地校准第一无人潜水器100的位置和姿
态，确保第一无人潜水器100抵达磁场测量位置。
129.102，当第一uuv到达第i磁场测量位置时，第一uuv停止航行，水下测量分系统对水下磁场进行测量，输出磁场测量信息至水下中继分系统。其中，i＝1，2，3，...，n。
130.本步骤中，第一无人潜水器100准确抵达磁场测量位置时，由测量分系统的磁场测量装置120于第i磁场测量位置完成对水下磁场的监测和数据测量。之后，测量分系统通过第一光纤通信装置将磁场测量信息传输给中继分系统。
131.103，当第一uuv到达第i磁场测量位置时，第二uuv航行至第i磁场测量子位置，在第二uuv航行的过程中，水下测量分系统根据第二高频声纳信号的发射时间和到达时间对第二uuv进行位姿校准。
132.本步骤中，当第一无人潜水器100抵达磁场测量位置时，第一无人潜水器100停止运动，而第二无人潜水器200开始朝磁场测量子位置的方向运动。这样做的目的是缩短第二无人潜水器200与第一无人潜水器100之间的距离，即缩短中继分系统与第一无人潜水器100之间的距离，以减少第一无人潜水器100的定位误差和校准误差。在第二无人潜水器200运动的过程中，测量分系统对第二无人潜水器200进行位置和姿态的校准。
133.本技术中，通过第二无人潜水器200来校准第一无人潜水器100的位置和姿态，因此第二无人潜水器200的位置和姿态对第一无人潜水器100的位姿校准有着一定程度的影响。若第二无人潜水器200的位置和姿态存在偏差，可能会导致在校准第一无人潜水器100的位置和姿态时出现校准误差，进而导致磁测量仪器测量水下磁场时出现测量误差。由此可见，校准第二无人潜水器200的位置和姿态也是非常有必要的。为了降低第二无人潜水器200的位置和姿态对第一无人潜水器100的位姿校准的影响，本步骤通过控制高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，根据该高频率的声纳信号，测量分系统对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准。
134.104，判断水下测量分系统是否完成所有磁场测量位置的磁场测量；如果否，则执行步骤105；
135.105，令i＝i 1，循环以上步骤101至104。
136.如果水下测量分系统完成所有磁场测量位置的磁场测量，则第一uuv和第二uuv均返回至磁场测量轨迹的起点位置。
137.更进一步地，在以上步骤中，第一无人潜水器100发送磁场测量信息给第二无人潜水器200。在第二无人潜水器200获取第一无人潜水器100发送的磁场测量信息时，水下中继分系统发送磁场测量信息给中心控制分系统。中心控制分系统处理和计算磁场测量信息，得到计算结果并显示。
138.本技术的一个实施例，水下中继分系统将磁场测量信息发送至中心控制分系统，中心控制分系统对磁场测量信息进行处理并计算，输出计算结果并展示，包括：
139.水下中继分系统通过其所包括的第二光纤通信装置获取磁场测量信息；
140.水下中继分系统通过其所包括的浮标通信装置将磁场测量信息输出至中心控制分系统；
141.中心控制分系统通过其所包括的无线电通信装置获取磁场测量信息，并通过其所包括的上位机对磁场测量信息进行计算，输出计算结果并显示。
142.以上步骤中，中心控制分系统的无线电接收装置接收中继无人潜水器平台发送的
信息，并将信息输入到上位机中进行处理，上位机将处理后的结果显示到人机交互界面上，向用户展示当前无人潜水器的状态信息、水下磁场信息和无人潜水器的运动轨迹等重要信息。
143.本技术的一个实施例，步骤101中的水下测量分系统发射第二高频声纳信号，发射第二高频声纳信号的过程可以包括但不限于以下步骤。
144.1011，水下测量分系统通过其所包括的第一高频声纳换能器和第二高频声纳换能器发射第二高频声纳信号。
145.需要说明的是，第一高频声纳换能器111和第二高频声纳换能器112共同构成高频声纳换能器组110。高频声纳换能器组110的作用是发射高频率的声纳信号，高频声纳换能器组110所发射的信号记作第二高频声纳信号。
146.更进一步地，两个高频声纳换能器经刚体连接在一起并固定在第一uuv。其中，第一uuv的一端固定有第一高频声纳换能器111，其另一端固定有第二高频声纳换能器112。
147.本步骤中，在第一无人潜水器100沿着磁场测量轨迹运动的过程中，高频声纳换能器组110持续发射高频率的声纳信号，直到完成整个测量轨迹的磁场测量。而高频声纳换能器组110发射的高频率声纳信号用于提供给中继分系统，以供中继分系统校准第一无人潜水器100的位置和姿态。
148.本技术的一个实施例，步骤101中的水下中继分系统根据第二高频声纳信号对第一无人潜水器100进行位姿校准，对第一无人潜水器100进行位姿校准的过程可以包括但不限于以下步骤。
149.1012，水下中继分系统通过其包括的水听器阵列获取第二高频声纳信号；
150.1013，水下中继分系统通过其包括的第二光纤通信装置获取由水下测量分系统发送的第一发射时间值。
151.需要说明的是，第一发射时间值定义为在第一无人潜水器100航行的过程中，测量分系统的高频声纳换能器组110发射第二高频声纳信号的时间值。
152.1023，水下中继分系统通过其包括的第二嵌入式智能控制装置记录第一到达时间值。
153.需要说明的是，第一到达时间值定义为在第一无人潜水器100航行的过程中，第二高频声纳信号到达水下中继分系统的时间值。
154.1024，第二嵌入式智能控制装置通过将第一到达时间值和第一发射时间值作差，计算得出第一uuv与第i磁场测量位置的间距，记作第一距离；
155.1025，根据第一距离，第二嵌入式智能控制装置通过第二光纤通信装置输出第一位姿校准信号。
156.需要说明的是，第一位姿校准信号用于对第一无人潜水器100进行位姿校准。
157.以上步骤中，第一无人潜水器100向磁场测量位置航行的过程中，水听器阵列210实时获取由测量分系统的高频声纳换能器组110发射的第二高频声纳信号，第二嵌入式智能控制装置记录第二高频声纳信号到达水听器阵列210的第一到达时间值，并且通过第二光纤通信装置获取高频声纳换能器组110发射第二高频声纳信号的第一发射时间值。第二嵌入式智能控制装置通过第一到达时间值和第一发射时间值进行处理和计算，得到第一无人潜水器100的当前位置信息，即第一无人潜水器100与磁场测量位置之间的距离。之后，第
二嵌入式智能控制装置根据第一无人潜水器100与磁场测量位置之间的距离，校准所述第一无人潜水器100的位置和姿态，以保证第一无人潜水器100的位置和姿态正确，确保第一无人潜水器能够准确地抵达磁场测量位置，进而确保水下磁场测量的精度。
158.本技术的一个实施例，步骤102中的水下测量分系统对水下磁场进行测量，输出所述磁场测量信息至水下中继分系统可以包括但不限于以下步骤。
159.1021，水下测量分系统通过其所包括的磁场测量装置进行水下磁场的测量，得到，磁场测量信息。
160.需要说明的是，磁场测量装置120也称作磁测量仪器，其作用是测量水下磁场，得到磁场测量信息。本技术对磁测量仪器的类型不作具体限定，其类型可以根据实际情况而选定。因此，本技术对测量得到的磁场测量信息所表征的磁场特征的物理量也不作具体限定，其所表征的磁场特征的物理量根据磁测量仪器的类型而定。
161.1022，水下测量分系统通过其所包括的第一光纤通信装置将磁场测量信息发送至水下中继分系统。
162.以上步骤中，在第一无人潜水器100沿轨迹运动至磁场测量位置时，磁场测量装置120开始测量水下磁场信息，得到磁场测量信息；当第二无人潜水器200沿轨迹运动至磁场测量子位置时，磁场测量装置120停止测量水下磁场信息。由于第一无人潜水器100和第二无人潜水器200通过光纤400连接，即两者之间进行光纤通信，测量分系统通过第一光纤通信装置将磁场测量信息实时传输给中继分系统。光纤通信的频带宽，通信容量大，能够支持两个无人潜水器之间大量的数据的传输。并且，光纤通信抗电磁干扰，在两个无人潜水器进行通信的过程中不会受到水下磁场的干扰。
163.本技术的一个实施例，步骤103中的水下测量分系统根据第二高频声纳信号对第二无人潜水器200进行位姿校准，其对第二无人潜水器200进行位姿校准的过程可以包括但不限于以下步骤。
164.1031，水下测量分系统通过其包括的第一嵌入式智能控制装置记录第二发射时间值。
165.需要说明的是，第二发射时间值定义为在第二无人潜水器200航行的过程中，高频声纳换能器组110发射第二高频声纳信号的时间值。
166.1032，水下测量分系统通过其包括的第一光纤通信装置获取由水下中继分系统发送的第二到达时间值。
167.需要说明的是，第二到达时间值定义为在第二无人潜水器200航行的过程中，第二高频声纳信号到达水下中继分系统的时间值。
168.1033，第一嵌入式智能控制装置通过将第二到达时间值和第二发射时间值作差，计算出第二uuv与第i磁场测量子位置的间距，记作第二距离；
169.1034，根据第二距离，第一嵌入式智能控制装置通过第一光纤通信装置输出第二位姿校准信号，第二位姿校准信号用于对第二uuv进行位姿校准。
170.本技术中，在第二无人潜水器200向第一无人潜水器100航行的过程中，测量分系统对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准。第一无人潜水器100的位置和姿态的校准是基于第二无人潜水器200的位置和姿态的校准，第二无人潜水器200的位置和姿态会影响到其所接收到的第二高频声纳信号，可能会导致其接收到第二高频声纳信号出现一定的误
差，进而使得中继分系统对第一无人潜水器100的姿态和位置进行有误差性地校准。因此，在中继分系统对第一无人潜水器100校准位置和姿态的同时，对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准有一定的必要性。
171.中继分系统的水听器阵列210实时获取由测量分系统的高频声纳换能器组110发射的第二高频声纳信号。第一嵌入式智能控制装置通过第二光纤通信装置传输其获取第二高频声纳信号到达水听器阵列210的时间值，即第二到达时间值。第一嵌入式智能控制装置通过对第二到达时间值和第二发射时间值进行作差计算，得到第二无人潜水器200的当前位置信息，即第二无人潜水器200与磁场测量子位置之间的距离。第一嵌入式智能控制装置根据该距离校准所述第二无人潜水器200的位置和姿态，以保证第二无人潜水器200的位置和姿态正确，进而保证中继分系统对第一无人潜水器100进行位置和姿态的校准的准确率。
172.在本技术的另一实施例中,对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校准的执行主体也可以是第二嵌入式智能控制装置，且测量分系统可以不设置第一嵌入式智能控制装置。具体地，第二嵌入式智能控制装置获取第二发射时间值并记录第二到达时间值，将第二到达时间值和第二发射时间值进行作差计算，得到第二无人潜水器200的当前位置信息，即第二无人潜水器200与磁场测量子位置之间的距离。第二嵌入式智能控制装置根据该距离校准所述第二无人潜水器200的位置和姿态。
173.本技术的一个实施例，在步骤101之前，还包括：
174.a，第一uuv和第二uuv下降至指定的水下深度，第一uuv和第二uuv位于磁场测量轨迹的起点位置。
175.更进一步地，步骤a可以包括但不限于以下步骤：
176.a1，在第一uuv在水中下降的过程中，水下测量分系统通过其所包括的第一深度传感器测量第一uuv所在位置水深，当第一uuv所在位置水深为指定的水下深度时，第一uuv停止下降。
177.本步骤中，在磁场测量时，通常需要磁测量仪器抵达一定的深度方可进行磁场测量，水下深度一定程度上影响了水下磁场的测量。不同水深的水流不仅会对变化地磁场的高频信息产生抑制作用，而且变化地磁场活动性也影响着响应的感应地磁场的变化特征。本技术通过设置深度传感器检测第一无人潜水器100当前位置的水深，当其当前位置的水深未抵达指定的水下深度时，第一无人潜水器100保持垂直向下运动。当其当前位置的水深抵达指定的水下深度时，第一无人潜水器100停止运动，保持静止，以保证第一无人潜水器100抵达水下磁场测量的深度，提高磁场测量的精度。
178.a2，在第二uuv在水中下降的过程中，水下中继分系统通过其所包括的第二深度传感器测量第二uuv所在位置水深，当第二uuv所在位置水深为指定的水下深度时，第二uuv停止下降。
179.本步骤中，搭载有中继分系统的第二无人潜水器200是校准第一无人潜水器100的基础，因此第二无人潜水器200所抵达的水下深度在一定程度上影响了中继分系统对第一无人潜水器100的位置和姿态校准的准确度。本技术通过设置深度传感器检测第二无人潜水器200当前位置的水深，当其当前位置的水深未抵达指定的水下深度时，第二无人潜水器200保持垂直向下运动。当其当前位置的水深抵达指定的水下深度时，第二无人潜水器200停止运动，保持静止，以保证第二无人潜水器200抵达水下磁场测量的深度，提高磁场测量
的精度。
180.本技术的一个实施例，在步骤a之前，还包括：
181.步骤一，基站定位分系统300的第一刚体伸缩杆310的一端固定于船只的船首位置，第一刚体伸缩杆310的另一端连接有高频声纳聚束发射器320。
182.需要说明的是，船只是指使用该水下磁场高精度测量系统的使用者所乘坐的船只。
183.步骤二，高频声纳聚束发射器320、第一uuv和第二uuv放置于水下，高频声纳聚束发射器320垂直向下发射第一高频声纳信号；
184.步骤三，水下中继分系统通过其所包括的水听器阵列210获取第一高频声纳信号；
185.步骤四，水下中继分系统通过其所包括的第二嵌入式智能控制装置，结合第一高频声纳信号对第二uuv进行位姿调整，确保第二uuv的初始位置处于高频声纳聚束发射器320的正下方。
186.需要说明的是，确保第二uuv的初始位置处于高频声纳聚束发射器320的正下方的目的是保证第二无人潜水器200位于磁场测量轨迹的起始位置。
187.以上步骤中，高频声纳聚束发射器320沿着垂直方向向下发射高频率声纳信号，并将声纳信号进行聚合，便于中继分系统接收声纳信号。中继分系统的水听器阵列210接收第一高频声纳信号，水听器阵列210中的三个水听器呈等边三角形分布。中继分系统根据第一高频声纳信号对第二无人潜水器200的位置和姿态进行校正。当三个水听器之间的距离相等时，说明第二无人潜水器200在高频声纳聚束发射器320的正下方。
188.可选地，水下中继分系统通过其所包括的第二嵌入式智能控制装置，结合第一高频声纳信号对第二uuv进行位姿调整，确保第二uuv处于高频声纳聚束发射器320的正下方，具体包括：
189.步骤四一，第二嵌入式智能控制装置获取第三到达时间值。
190.需要说明的是，第三到达时间值为在第二无人潜水器200下降至一定的深度的过程中，第一高频声纳信号到达水下中继分系统的水听器阵列210的时间值。
191.步骤四二，浮标通信装置获取第三发射时间值，并转发给第二嵌入式智能控制装置。
192.需要说明的是，第三发射时间值为在第二无人潜水器200下降至一定的深度的过程中，高频声纳聚束发射器320发射第一高频声纳信号的时间值。
193.步骤四三，第二嵌入式智能控制装置计算第三到达时间值和第三发射时间值的差值，记作第三距离；
194.步骤四四，根据第三距离，第二嵌入式智能控制装置对第二uuv进行位姿调整，确保第二uuv在高频声纳聚束发射器的正下方。
195.参照图5a至图5c所示，图5a所示为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第一应用场景示意图；图5b所示为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第二应用场景示意图；图5c所示为本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的第三应用场景示意图。下面以一个例子对本技术实施例提供的水下磁场高精度测量方法的工作过程和原理进行说明和阐述。在图5a至图5c中划有阴影部分的圆圈分别为磁场测量位置和磁场测量子位置，虚线为磁场测量轨迹。
196.假设磁场测量轨迹上设置有4个磁场测量位置以及4个对应的磁场测量子位置。在进行磁场测量之前，先进行如下布置工作：使用者乘坐船只到达某一地点进行磁场测量，使用者需将第一刚体伸缩杆310安装在其所乘坐的船只的船首位置，可以通过绳索将第一刚体伸缩杆310的一端绑定在船首。而第一刚体伸缩杆310的另一端布设有高频声纳聚束发射器320。之后，使用者需将第一无人潜水器100和第二无人潜水器200以及高频声纳聚束发射器320置入水下。
197.在第一无人潜水器100和第二无人潜水器200以及高频声纳聚束发射器320均置入水下后，第一无人潜水器100和第二无人潜水器200通过其布设的深度传感器抵达指定的水下深度，同时高频声纳聚束发射器320发出第一高频声纳信号，以供第二无人潜水器200对其位置和姿态进行调整，确保其本身在高频声纳聚束发射器320的正下方，两个无人潜水器的状态如图5a所示。
198.在两个无人潜水器均抵达指定的水下深度，且第二无人潜水器200位于高频声纳聚束发射器320的正下方时，第一无人潜水器100开始向第一个磁场测量位置运动，而第二无人潜水器200则保持静止。在第一无人潜水器100向第一个磁场测量位置运动的过程中，高频声纳换能器组110持续发送第二高频声纳信号，中继分系统根据第二高频声纳信号对第一无人潜水器100的位置和姿态进行校准，使得第一无人潜水器100准确抵达第一个磁场测量位置。
199.当第一无人潜水器100准确抵达第一个磁场测量位置时，第一无人潜水器100停止运动，并控制磁场测量装置120对该位置的水下磁场进行检测，此时两个无人潜水器的状态如图5b所示。同时，第二无人潜水器200朝第一个磁场测量子位置运动，测量分系统根据第二高频声纳信号校正第二无人潜水器200的位置和姿态。在第二无人潜水器200抵达第一个磁场测量子位置时，第二无人潜水器200停止运动，此时两个无人潜水器的状态如图5c所示。之后，第一无人潜水器100开始朝第二个磁场测量位置运动。在第一无人潜水器100向第二个磁场测量位置运动的过程中，高频声纳换能器组110仍旧持续发送第二高频声纳信号，两个无人潜水器的状态如图5a所示。中继分系统根据第二高频声纳信号对第一无人潜水器100的位置和姿态进行校准，使得第一无人潜水器100准确抵达第二个磁场测量位置。
200.在第一无人潜水器100抵达第二个磁场测量位置时，第一无人潜水器100停止运动，并控制磁场测量装置120对该位置的水下磁场进行检测，此时两个无人潜水器的状态如图5b所示。同时，第二无人潜水器200朝第二个磁场测量子位置运动，中继分系统根据第二高频声纳信号校正第二无人潜水器200的位置和姿态。在第二无人潜水器200抵达第二个磁场测量子位置时，第二无人潜水器200停止运动，此时两个无人潜水器的状态如图5c所示。之后，第一无人潜水器100开始朝第三个磁场测量位置运动。在第一无人潜水器100向第三个磁场测量位置运动的过程中，高频声纳换能器组110仍旧持续发送第二高频声纳信号，两个无人潜水器的状态如图5a所示。中继分系统根据第二高频声纳信号对第一无人潜水器100的位置和姿态进行校准，使得第一无人潜水器100准确抵达第三个磁场测量位置。
201.在第一无人潜水器100抵达第三个磁场测量位置时，第一无人潜水器100停止运动，并控制磁场测量装置120对该位置的水下磁场进行检测，此时两个无人潜水器的状态如图5b所示。同时，第二无人潜水器200朝第三个磁场测量子位置运动，中继分系统根据第二高频声纳信号校正第二无人潜水器200的位置和姿态。在第二无人潜水器200抵达第三个磁
可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。
211.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
212.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
213.对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。