多波束测深系统现已较为广泛地应用于海底地形地貌的探测任务中,现有的多波束探测基本都是通过水面船搭载或者拖曳进行的,这种传统的探测方式存在费时费力以及不能完全发挥多波束测深系统优势的弊端。水下机器人可以以稳定的速度、姿态以及探测高度在深海地区进行探测任务;水面无人艇可以自主进行远海地区的海底探测任务,因此通过水中无人系统搭载多波束测深系统可以避免原始探测方式的弊端。本文从相干多波束测深系统的声学原理和工作原理出发,综合考虑搭载GeoSwath Plus相干多波束测深系统(GS+系统)的水中无人载体以及其工作特点,进行实际海上试验,主要解决以下几个相干多波束测深系统在水中无人系统中应用的问题:第一,相干多波束测深系统是一种通过声波重叠和干涉进行波束收发的声学设备,对于声波收发的角度非常敏感,系统在工作时需要将外围设备的位置、姿态等信息和探测数据进行融合生成探测结果,如果对外围设备信息的获取存在延迟,会影响波束的收发,使探测的结果产生误差。本文通过对系统数据传输过程进行升级等方式来减小误差。第二,水下机器人以及水面无人艇等无人载体与传统搭载多波束系统的水面实验船相比较小,整套的多波束测深系统包括控制舱、水下换能器和外围设备等,多波束设备的存在会对无人载体的航行性能产生影响。本文综合分析了载体的航行性能和GS+系统的工作要求,结合实际的水下机器人和水面无人艇载体,对GS+系统的各个组成部分进行合理的安装布置设计。第三,传统的船载多波束系统进行探测工作时,为了达到探测要求可以实时更改航行轨迹,而无人载体搭载多波束系统进行探测工作前,需要对探测的路径进行规划,实现载体自主按照所规划的航迹进行探测。本文综合考虑载体的航行性能和GS+系统的工作特点,以“线跟踪”方式取代传统的“点跟踪”进行路径规划,达到完全覆盖指定探测区域的要求。