水下地形测量误差分析及对策

水下地形测量的精度主要来自平面精度和水深测量精度,本文分析回声测深仪测深误差来源主要为声速改正、时间测定、波束角影响引起的水深测量误差,深度基准面确定、潮位站水尺零点的测定、潮位观测、潮位改正引起的水面高程传递误差及测量船身摇摆引起的测深误差;差分GPS平面定位、系统延时、船体摇摆引起的定位误差,并提出克服对策。     

海岸带区域深度基准面的DTM模型构建研究

海岸带水深测量中,只要得到深度基准面与参考椭球面的关系即可得到图载水深,从而可基本消除潮位改正、动态吃水等常规水深改正中主要误差来源的影响,提高水深测量的精度和效率。本文研究了深度基准面的大地高DTM模型的建立方法。     

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RTK三维水深测量技术实现多波束测深系统动态潮位改正

现有多波束测深系统采用RTK三维水深测量时,一般都是使用HYPACK、PDS2000、EVA、QINSY等商业软件进行外业采集后,内业通过CARIS、HYPACK、QINSY等软件自动进行潮位改正。商业软件在RTKS三维水深测量时外业设置比较烦琐容易出现问题,不易在后处理进行纠错改正,同时内业RTK水位异常检查也不方便、直观。本文通过外业直接采集RTK的WGS-84三维坐标数据,内业以Visual C#为开发工具,实现自动生成水深基准转换方案、RTK水位编辑处理及自动转换生成动态潮位文件,使用此动态潮位文件按照单站改正方式对多波束水深进行潮位改正,从而便捷、准确地实现多波束测深系统的RTK水位改正。此技术成功用于连云港赣榆10万吨级航道检测测量,从而进一步验证了此技术的可靠性。     

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。     

miniSVP声速剖面仪在测深声速改正中的应用

以珠江流域水道数据为基础,采用英国Valeport公司生产的miniSVP声速剖面仪直接测量水体的剖面声速,并计算了声速误差对水深测量精度的影响。结果表明,声速误差带来的深度改正是影响测深精度的一项重要因素。     

多波束测深瞬时姿态误差的改正方法

详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施.将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时延还是尺度引起的姿态误差,再搜索确定时延值或尺度系数,以此参数对受影响的区域进行改正.从实测数据处理结果来看,改正结果较理想.     

多波束测深系统水下地形测量声速改正研究

多波束测深系统在进行水下地形测量过程中误差源来自多个方面,其中声速是影响数据精度的主要因素之一。声波在水中传播速度受到温度、电解质、压力以及水文条件等因素的影响,传播速度和方向发生着梯度变化。如果不对声速加以改正会产生深度和水平误差,使水下地形失真。因此,精确测定水下声速剖面,并对测量数据加入声速改正,有利于提高测量数据精度,保证水下地形真实有效。本文以辽宁省大中型水下地形测量项目为例,基于IMAGENEX DT101多波束测深系统,对声速在水下传播规律进行了系统研究,提出了建立动态声速改正格网方案,并利用AML Minos. X SVP水下声速剖面仪精确测定了水下剖面声速,在HYPACK MAXHysweep测深数据处理软件中加入声速改正值对数据进行声速改正,提高了水下地形测量精度。     

E(o)tv(o)s效应改正中航向航速计算间隔分析

E?tv?s效应改正误差一直被认为是影响海洋重力测量精度的主要误差，为了减小由定位误差引起的E?tv?s效应改正误差，本文提出采用合理的测量点间隔计算航向、航速以提高E?tv?s效应改正精度的方法。通过必要理论分析与实际计算，证实了采用合适航向、航速计算间隔将提高E?tv?s效应改正精度，从而提高海洋重力测量精度。     

Etvs效应改正中航向航速计算间隔分析

Etvs效应改正误差一直被认是影响海洋重力测量精度的主要误差,为了减小由定位误差引起的Etvs效应改正误差,本文提出采用合理的测量点间隔计算航向、航速以提高Etvs效应改正精度的方法。通过必要理论分析与实际计算,证实了采用合适航向、航速计算间隔将提高Etvs效应改正精度,从而提高海洋重力测量精度。     

西北太平洋大于200米水深回声测深改正公式

本文采用正交多项式最小二乘逼近的方法建立了西北太平洋大于200米水深回声测深改正公式。在没有任何海洋水文资料的情况下，均可根据测深仪的观测水深值使用本文建立的公式求得实际水深值。该公式的精度与美国国防部海道测量局1980年出版的《回声测深修正表》相当，适用于电子计算机计算以及手算声速改正值。     

无砟轨道CP Ⅲ平面控制网测量精度影响因素分析

从已知点兼容性、测量设备误差、距离投影改化等方面分析影响CPⅢ平面控制网测量精度的主要因素。通过剔除兼容性差的CPⅡ加密测量已知点、更换误差超标的棱镜、测定并改正全站仪综合加常数误差、对观测边长进行投影改正,能有效提高无砟轨道CPⅢ平面控制网平差精度,减少观测数据的返工重测次数,为我国无砟轨道CPⅢ平面控制网测量技术的...     

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。     

感潮水域水深测量数据处理中的水位改正

水深测量中感潮水域通常采用分带法进行水位改正。利用水位站与测点的平面位置逐点进行水位改正，不需进行分区，同时能有效提高水深测量的整体精度。新方法有利于计算机编程实现。     

机载LiDAR测深中海底地形坡度的影响及改正EI北大核心CSCD

机载LiDAR测深ALB(Airborne LiDAR Bathymetry)是测量沿海地区地形图和水深图的最有效的技术之一,其通常是利用ALB海面和海底反射回波的峰值位置来计算水深值。然而,当绿色(532 nm)激光光束到达海底时,光斑范围内的具有坡度的海底地形会导致海底反射回波波形展宽、峰值位置偏移等现象,从而产生海底位置的不确定性,进而直接影响海底地形测量的准确性。为了减小这种影响,本文提出了一种机载LiDAR测深的海底地形坡度影响改正方法。通过考虑ALB激光光斑内海底地形的连续性,基于ALB激光光斑范围内局部地形参数模型FTPM(Footprint-scale Topography Parameters Model)构建ALB海底反射回波模型,通过定量分析不同水深、不同海底地形坡度所引起的海底反射回波峰值位置变化,以确定海底地形坡度对ALB测深的影响规律,进而构建ALB测深误差方程针对性地改正海底地形坡度引起的测深误差。本文采用中国南海甘泉岛附近海域所测ALB和多波束测深数据对所提方法进行了验证。结果表明,海底地形坡度影响改正后,平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)和中误差RMSE(Root Mean Square Error)分别减小到9.4 cm和12.3 cm,较改正前分别降低了35.6%和33.5%,对ALB测深数据处理具有参考意义。     

无验潮测深技术中影响测深精度的几种因素及控制方法

论述了RTK结合测深仪实现无验潮测深的原理和方法;对无验潮测深技术中影响水深测量成果精度的几个问题进行了分析探讨,并提出了实用可行的控制方法,减少水深测量过程中的累计误差以提高测量精度。     

基于网络CORS技术在长江水道地形测量中的精度分析

目前,水道地形测量模式已基本定型于利用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水底点的水深,附之以瞬时潮位或水位资料,获得点位的高程。随着各地连续运行卫星定位服务系统的投入运行,本文提出了一种无验潮模式下的水道地形测量模式,即不测定潮位或水位,而直接利用HBCORS的RTK测量技术,从而获得高精度的水底点高程。本文通过实际工程,用无验潮模式与传统模式在精度上进行对比,得出了该方法在精度上和效率上都有很大的提高,值得推广应用的结论。     

多波束测深表层声速误差的动态影响及改正方法

表层声速不准确会对多波束测深波束的归位产生影响,对于平面换能器阵,使波束角产生偏差,从而影响波束最终位置,但Snell常数保持不变;对于曲面换能器阵,虽然波束未束控不产生波束角偏差,但Snell常数发生改变,会使波束在传播过程中出现折射误差,对深水环境测量不利。对于表层声速误差带来的水深误差,外部波束比内部波束受到的影响更严重。当表层声速无法实时准确获取时,根据内外部波束对水深的影响大小识别表层声速误差的存在,通过逐步调整表层声速值,计算波束指向角差值,再重新进行声线跟踪,计算改正后的波束位置,消除其带来的水深的影响,完成表层声速误差的改正。文中用实测数据进行了验证,对多波束测深数据质量的改善有一定的参考意义。     

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。     

主被动光学卫星遥感数据融合浅海水深测量

针对双介质立体摄影测量中水面高程不确定性带来的测深误差,本文提出了主被动光学卫星遥感数据融合浅海水深测量的技术路线,探讨了主动ICESat-2激光测高数据与被动WorldView-3立体像对数据融合的测深模型。首先通过ICESat-2激光测高数据提取海面高程作为WorldView-3立体像对数据水面高程纠正的起算位置,然后利用区域网平差的二次多项式加入适当的水深改正量。在我国南海岛礁开展了主被动光学卫星遥感数据融合进行浅海水深测量试验。结果表明,主被动融合测深模型的均方根误差(RMSE)小于0.70 m,实现了高精度、无实测控制点的浅海水深测量。