网络RTK支持下的无验潮水深测量方法及其应用

现有水深测量设备已具有很高的精度,但船只动态吃水、涌浪、潮位等因素影响垂直方向的精度,制约了水深测量精度的提高。本文提出了一种基于网络RTK的无验潮水深测量方法,通过对网络RTK定位结果进行高程异常修正,无需水位数据直接得到水底高程。通过江面试验与传统有验潮作业模式进行水位对比,结果表明,本文提出的方法有效消除了船只动态吃水及涌浪等因素对测深结果的影响,显著提高了水深测量精度,具有工程普及应用价值。     

高精度瞬时水深模型的一种构建方法

高精度的水深表达是舰船安全、经济航行的先导和基础。本文提出了一种构建高精度瞬时水深模型的方法,利用高密度的多波束水深数据作为静态水深,基于余水位订正的预报水位作为动态水位,通过高效集成静态水深和动态水位从而构建瞬时水深模型。实验证明:本文所提的构建瞬时水深模型的方法较传统的方法,准确率有了很大的提高;瞬时水深模型的精度与格网尺度有关;余水位是影响瞬时水深模型精度的一个重要因素。     

利用经优化的边界条件开展黄海海州湾潮汐场模拟

受海底地形、开边界驱动水位及底摩擦系数等边界条件的共同影响,当前中国沿岸和近海潮汐场模拟的精度仍显不足。利用精度和分辨率较海图高一级别的水深数据、包含长周期天文气象分潮Sa的由12个主分潮组成的开边界驱动水位及顾及水深空间变化的底摩擦系数等经优化的边界条件,运行二维潮汐数值模式2D-MIKE21,开展黄海海州湾潮汐场模拟。结果表明,天文潮模拟值与海州湾周边6个验潮站1年潮汐表相比,12个主分潮综合预报误差为5.52 cm;与中国海域现有潮汐模型CST1中24个随机点位相比,12个主分潮综合预报误差为7.10 cm。天文潮模拟值和CST1预报值二者与海州湾周边2个验潮站近1个月实测值相比,前者中误差要小于后者。这为在沿岸及近海开展面向海洋测绘应用的潮汐场模拟提供了新思路,同时也表明通过数值模拟的方式构建天文气象分潮Sa是可行的。     

一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法

针对沿岸低潮面模型构建时数据多源、精度不等的现状,提出了一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法。利用验潮站低潮面数据和基于网格潮汐模型计算的低潮面数据等多源潮汐数据,改进潮汐数据插值方法,根据不同源数据精度信息进行权重配赋,构建顾及不同源数据精度差异的沿岸低潮面模型。实验结果表明,本文所提方法顾及了沿岸海域潮汐运动特点和不同源数据精度差异对建模精度的影响,可以有效利用多源潮汐数据构建较高精度的沿岸低潮面模型,满足低潮线推算等特殊应用对高精度沿岸低潮面模型的需求。     

标准时频变换的潮汐预测初探

针对传统潮汐调和分析中计算复杂和观测数据需求较长的问题,该文提出基于标准时频变换理论的潮汐预测方法。潮汐中的调和成分在其标准时频谱中可以自动显示,并且运用无为方法可以将其直接提取而无须逆变换。在不参考潮汐表的情况下,该文处理了半年的观测数据,提取了主要的调和分潮来进行重构和预测。结果表明,无为方法在潮汐的短期预测中有着较高精度和较小计算量。多次运用无为方法提取,在一定程度上可以抑制多分量信号在时频变换谱中的边缘效应,并得到有利于预测的即时调和信息。     

多光谱浅海水深提取方法研究

利用我国南海某岛礁的TM数据和实测水深资料,试验性地研究了一种在不同底质反射条件下多光谱定量提取水深信息的方法,计算了浅海岛礁水深,取得了较好的应用效果和较高的测深精度.     

基于调和常数的短期水位差分改正方法

在大面积的沿岸水深测量中,为了能够利用实测验潮资料和经实测资料订正过的相邻站的预报资料一起进行水位改正,从而使水位改正精度近似于用实测潮汐资料进行改正的目的,本文提出了基于调和常数的短期潮汐差分预报的方法,并从水位改正的频谱结构角度给出了合理性解释。实例分析表明:该方法可以达到10cm的改正精度,能够有效地降低临时验潮站的数量,满足困难地区的海道测量的需要。     

RTK三维水深测量的实施与精度控制

为提高使用RTK三维水深测量的精度与可靠性,需在外业实施和数据处理不同阶段采用不同方法控制测量精度并进行精度和可靠性评价。从对RTK三维水深测量中对水位改正的精度要求分析入手,论述了如何在测量前、测量中和数据处理等不同阶段对RTK三维水深测量精度分析所采用的不同方法,并以实例进行了阐述。     

动态水深环境下的无人艇路径规划

针对D* Lite算法存在路径转折点多、难以进行轨迹跟踪控制、没有顾及动态水深变化等不足,该文引入水深危险度,进行安全路径的选优,以提高所规划路径的安全性,并采用视线检查算法和懒惰更新改进D*Lite算法进行路径规划,提出了LT-D* Lite算法.该文采用电子海图水深叠加潮汐水位构建动态水深模型,同时建立水深危险度代价函数对最优安全节点进行选择,平衡路径的安全性.算法在拓展节点过程引入视线检查算法,将节点拓展方式从八邻域拓展为任意角度方式并使路径平滑,通过动态水深调整后的浅水区域进行路径调整.仿真实验表明,该文所提出的算法具有规划路径短且路径平滑的特点,同时可引导无人艇避开浅水深区域,显著降低路径危险度.     

FG5绝对重力仪观测数据的实测重力潮汐改正

基于中国计量科学研究院北京昌平院区的超导重力仪iGrav-012实测重力潮汐数据,以FG5绝对重力仪为例研究了绝对重力观测中的实测潮汐改正问题,分析了用高精度超导重力仪获得的实测合成重力潮汐与理论合成重力潮汐间的差异。并采用iGrav-012超导重力仪和FG5X-249绝对重力仪两种实测数据对实测潮汐改正效果进行了验证。结果表明, FG5绝对重力仪中用的理论合成重力潮汐在考虑海潮重力影响后的结果与实测合成重力潮汐之差在1μGal之内,因此理论合成重力潮汐经过海潮重力影响改正后的结果可满足绝对重力观测精度要求,从观测精度来讲,无需对绝对重力的实测数据实施潮汐改正即可满足绝对重力观测的精度要求。但是FG5X-249绝对重力观测数据的潮汐改正结果表明,不同的潮汐改正方法对绝对重力观测值的影响不同,但这种影响较小,在0.1μGal的量级,因此建议只在高精度绝对重力观测中考虑实测重力潮汐改正。