基于波束角与姿态耦合效应的河道水深测量改正方法

在河道水深测量作业中,测船姿态的变化将引起水深测量的测深误差和回波水深点的位置误差,在水深变化较大的复杂水域,这种误差将较大地影响测量精度。为提高使用河道水深测量的精度与可靠性,需在采用合适的模型进行测深改正和回波水深点的位置改正。考虑到河道水域水下水深变化的特点和水深测线布置的特性,提出了"相对纵摇"和"相对横摇"的概念,采用简单的计算模型即可以有效地减弱波束角效应与测船姿态耦合效应在河道陡坡水域测量中的影响。实例表明,基于波束角和姿态耦合效应计算出的测量成果比不考虑姿态和波束角改正或仅考虑姿态改正情况下,陡坡位置的综合精度分别提高了30%和20%左右。     

基于海底地貌表示法确定主测深线间隔和测图比例尺

通过对我国海道测量规范和国际海道测量组织S-44标准中主测深线间隔的确定方法进行分析比较,提出一种基于海底地貌复杂程度的分类方法与海区水深的结合的情况下确定主测深线间隔和测图比例尺的方法.     

四、P229 海洋测量学

CH20070795 测船处瞬时潮位的GPS精密确定=Deter-mination of Precise Instantaneous Tidal Level at Vessel/赵建虎,张红梅(武汉大学),John E Hughes Clarke∥武汉大学学报(信息科学版).-2006,31(12).-1067~1070利用GPS载波相位差分测量技术,借助时间偏差改正、姿态改正、高程转换、信号处理和吃水改正,获得了测船处精密在航潮位。该方法已在几个GPS在航潮位测量实验中得到了验证,并取得了理想的结果。图3参6CH20070796一种利用GPS进行船只姿态测量的新方法=A New Method for Vessel Attitude Determination UsingGPS/王磊(…     

海洋大地基准点位置标定误差影响因素分析

针对海洋大地基准点位置标定的各项误差影响因素难以直接线性化为数学模型的问题，该文基于我国首个深海海底大地基准点的标校试验数据(水深3 000 m),利用公式推导结合数值方法定量分析了主要误差因素对海底定位精度的影响。声速误差对海底定位精度的影响很大，其中影响约为0.3 m的声速短周期时变误差难以消除；航迹几何结构对称性会对定位结果精度造成分米级影响；测船位置的系统偏差对海底定位结果具有等量级的影响(小于0.2 m);测船姿态的系统偏差在5°以内时影响小于0.4 m;观测值时标误差在0.5 s以内时影响为厘米级；时延测量值系统偏差小于0.1 ms时仅在垂向造成0.11 m的影响。为实现准确度优于2 m的海底绝对定位目标，测船航迹结构应保持对称，声速剖面精度应优于0.1 m/s,测船位置精度应优于0.1 m,时延观测值精度应优于0.1 ms,并对姿态测量安装角、杆臂矢量偏心值和观测数据时标偏差进行严格标定。     

海洋测深数据的抗差Kalman滤波

从线式测深模式要求出发,构建了海洋水深测量过程中的测船位置滤波模型和深度数据的滤波模型,并在此基础上,给出了测线上位置数据和深度数据Kalman滤波的一般解和抗差解,并结合海洋水深测量特点,构建了满足水深数据剔除异常值的截断权函数和滤波方案,实例分析表明,抗差滤波方法能够有效地控制测船位置粗差,在选择截断权函数情况下,抗差滤波方法能够有效地剔除水深跳点和假水深。     

基于大地主题解算的海洋磁力测量磁测点位置计算

海洋磁力测量中,磁测点位置是影响磁测成果精度的一项重要因素。根据磁测点位置与测船位置之间的相互关系,提出了基于大地主题解算的磁测点位置计算新方法。通过实验数据对计算方法的精度进行了评定,验证了所提方法的有效性。     

姿态修正技术在黄河河口测验中的应用

为了解决黄河三角洲附近海区测验中测船姿态对单波束数字测深数据的影响，本文利用姿态传感器对测船的姿态进行了有效改正。试验结果表明，姿态修正技术对数字测深仪瞬时水深进行改正后，其测深结果与传统的人工水深曲线改正后成果比较，中误差为0.089 m，试验段面0 m线以下面积相差不超过0.22%，符合国家规范要求，提高了海区测验中测深成果的精度，为数字技术在海区测量的应用提供了技术保证。     

测船处瞬时潮位的GPS精密确定

利用GPS载波相位差分测量技术，借助时间偏差改正、姿态改正、高程转换、信号处理和吃水改正，获得了测船处精密在航潮位。该方法已在几个GPS在航潮位测量实验中得到了验证，并取得了理想的结果。     

联合卫星测高技术的船载声呐测深测线密度设计

针对目前船载声学海深测量技术应对大面积海域海底地形数据获取效率仍然较低的问题,提出了联合卫星测高技术的船载声呐测深测线布设技术方案;并结合目标海域重力数据复杂程度,给出了满足海底地形模型构建精度需求的测线密度布设指标.首先利用导纳函数反演方法恢复实验中16块海域海底地形;然后联合水深测量控制点,应用自适应测线密度计算方法得到各区域的最佳测线布设密度指标;最后选择目标海域7个重力异常特征参量为参考,引入主成分分析法探讨了各区域的重力数据复杂程度.实验结果表明,目标海域重力数据复杂程度与最佳船测海深测线密度存在较强的相关性.在三等海道测量精度标准下,不同复杂程度区域的测线密度存在1'～9'的较大差别,复杂区域需要布设的测线明显较密.     

多波束数据质量等值线的水深不确定度表征法

采用不确定度理论进行评估是目前多波束测深数据质量的一个新的研究热点。基于国际海道测量标准(S-44),分析了适用于海道测量数据处理的不确定度评估方法;提出了基于多波束测深数据水深不确定度的数据质量等值线表征法。通过采用实例进行分析与评定表明,该方法为准确直观地评估多波束测深数据质量提供了理论依据和参考。     

图像全站仪星点质心快速提取方法研究

提出了一种图像全站仪恒星图像快速星点质心提取方法。该方法首先推导了顾及高度角影响的度盘坐标与像素坐标严格转换模型,并利用其逆变换模型预测恒星概略成像位置;其次以概略成像位置为中心,以一定范围为半径,设定星图处理的范围;最后采用全局阈值分割算法滤除背景噪声,采用八连通域算法确定星点边界,采用灰度质心法计算星点质心坐标。通过对全站仪恒星图像的局部有效处理,与全局图像处理方法相比,将星点质心提取时间缩短到2.1%;质心提取的准确率由90.9%提高到100%,保证了质心提取精度,为实现快速天文测量提供了支撑。     

一种新的六自由度测量方法

针对空间中运动目标的六自由度测量,在研制的新型光笔基础上提出了一种六自由度测量方法。该方法既可以对目标进行六自由度测量,也可以进行单点测量。测量前,只要将光笔安装于被测目标上,利用激光跟踪仪技术和视觉测量技术分别获取光笔的位置和姿态;再将其位置与姿态融合于激光跟踪仪坐标系下的目标六自由度测量值。文中描述了六自由度测量系统的基本原理,并推导了测量系统中涉及到的关键算法。实验结果表明,该方法六自由度测量精度达到国外同类产品水平,基本满足高精度六自由度测量的需要。     

GPS载波相位定姿技术在目标侦查测量中的应用

对测量仪器安装在晃动基座上目标测量问题，提出了一种用GPS载波相位确定晃动基座的姿态，从而确定出目标位置的方法。实验显示，该方法精度高、响应时间快。     

基于无人船测深技术的淀浦河纵横断面测量

基于无人船测深技术,对上海市松江区淀浦河部分河段进行了水下地形纵横断面测量。断面测量利用测量型无人船获取水底高程,通过数据处理完成断面绘图。实验证明,无人船断面测量具有较高的效率与精度,主测线水深与检测线水深较差合格率达到98.2%,满足了行业规范要求;同时该项较差可满足偶然误差分布规律,表明无人船测量精度已得到有效控制,因此是一种高效率可靠的水下地形测绘方法。延迟误差是无人船测量的瓶颈,因此,施测前需采用适宜方法对此项误差进行有效改正。     

一种基于方差分量估计的异常定位数据实时检测方法

在分析海道测量定位数据实时处理要求和异常定位数据特点的基础上,提出了异常定位数据的一种实时检测和修复方法。该方法基于Helmert方差分量估计原理和位置预测信息构建自适应因子。实例计算表明,该方法能够在实时检测异常数据的同时有效修复动力学模型偏差,并且其效果优于采用整体预测信息构建自适应因子的检测方法和采用速度不符值构造自适应因子的检测方法。该方法更适用于海道测量中的异常定位数据的实时处理。     

变形监测点三维坐标获取系统

从摄像机获取的图像信息出发计算三维空间中物体的几何信息,标志点像片上的二维平面坐标的与其三维空间位置是一一对应的。相片立体量测系统的主要目标就是通过像点计算机图像坐标的量测与相机姿态参数来求解相应物方三维坐标,并对误差来源和精度进行分析,最后讨论了监测点变形值的确定方法。详细研究了相机姿态参数确定的方法、目标点的准确定位和像点坐标的求取,根据前方交会得出监测点的物方坐标。通过研究和分析,近景摄影测量在建筑物等小变形体上应用,基本上能达到精度规定要求。     

一种基于方差分量估计的异常定位数据实时检测方法

在分析海道测量定位数据实时处理要求和异常定位数据特点的基础上,提出了异常定位数据的一种实时检测和修复方法.该方法基于Helmert方差分量估计原理和位置预测信息构建自适应因子.实例计算表明,该方法能够在实时检测异常数据的同时有效修复动力学模型偏差,并且其效果优于采用整体预测信息构建自适应因子的检测方法和采用速度不符值构造自适应因子的检测方法.该方法更适用于海道测量中的异常定位数据的实时处理.     

以固定长度为条件提高GPS测姿精度的方法

本文在介绍GPS姿态测量技术原理的基础上,探讨了在近景目标三维测量系统中提高GPS测姿精度的新方法。该方法用固定长度为限制条件的条件平差解算姿态参数,并以实例验证了此方法在改善GPS测姿精度方面的有效性。     

3Dsurs系统姿态精度分析

GPS是3Dsurs系统中关键传感器之一,用于测量车载平台的位置和姿态角。姿态角获取是3Dsurs系统关键技术之一,其精度决定系统所能达到的测量精度。本系统中使用NovAtel DL-4型双频、高精度、高采样率GPS,采用差分后处理方法,数据处理中利用三台GPS间固定位置关系进行约束平差,并采用滤波方法提高解算精度。多组实验结果表明:使用GPS测姿可获得较高精度,系统中三个姿态角的精度有差异,航向角的精度最高,横滚角和俯仰角的精度接近。     

基于GPS的外测设备精度鉴定测姿方法的研究与应用

全球定位系统（GPS）不仅可以提供运动目标的高精度位置、速度信息,而且应用相对定位技术,通过合理的天线布阵,可以实现运动目标高精度姿态的测量。从GPS测姿原理入手,分析了外测设备精度鉴定任务的特点及测姿要求,通过多种方法和大量数据验证了系统的可行性,并在实际任务中得到了应用。