船舶大型化是当前海洋运输的发展趋势,所以提升大吨位沉船整体打捞能力具有极其重要的意义。为了保证沉船能够被高效快速的打捞,沉船姿态探测与损伤观测是制定打捞方案的重要前提。因此利用现代化测量手段快速准确地测定沉船姿态及损伤程度是保证打捞成功率的重要数据保障,也是当前救捞系统面临的迫切任务。本课题来源于交通运输部建设科技项目“大吨位沉船整体打捞探测、起浮技术及装备”。本课题作为项目中的重要部分主要负责:在沉船打捞之前,实现对沉船水下样貌的三维立体建模,为打捞方案的制定提供技术支撑。本文的研究内容主要包括:设计并搭建了一套大吨位沉船姿态及损伤探测系统,进行了对沉船的三维点云模型生成方法的研究,从而实现在用户终端对沉船姿态进行多方位三维立体观测的功能。该探测系统采用三维声呐采集沉船的表面信息;采用水下姿态仪来实时测量探测系统的俯仰角、滚动角与方向角;采用超短基线定位系统与GPS组合定位的方式来对该系统进行实时定位,同时使用船载姿态仪来对定位数据进行校正;利用所获得的沉船表面声呐数据解算沉船的局部坐标,结合水下该系统的姿态数据和定位数据构建旋转矩阵,以此通过坐标转换的方式来实现对水下沉船的三维点云模型的重构。为了验证本文探测系统的可靠性和点云生成方法的有效性,分别利用两种不同的三维声呐在实验室水池和港池进行了水下特定目标探测实验,并得到了该目标的三维重构点云模型。