东海大桥轴线水下地形多波束扫测

阐述了使用多波束测深系统对东海大桥轴线水下地形扫测的技术方法，采用GPS实时动态测量、多站位同步验潮、测深精度的有效控制等方法，使大桥轴线水下地形测量和扫海工作的质量与效率明显地提高。扫测成果为东海大桥桥墩的打桩施工和主通航孔的方向确定提供了科学数据与决策依据。     

SeaBat 9001S多波束系统及其应用

与传统的单波束回声测深仪相比，多波束测深系统采用条带测量方式，可对水底进行全覆盖无遗漏扫测，在测量自动化、效率和精度方面都具有极大的优点。本文介绍了SeaBat9001S浅水型多波束及前视声纳系统在长江某水下抛石护底工程监理中的应用。     

顾及地形变化的多测线粗差剔除方法在一体化水深测量中的应用

单波束测深仪是现代海洋和内河水下地形测量中使用最为频繁的测量仪器。硬件设备固有特性和水下复杂的特殊环境,易导致单波束测深仪在实际使用中产生各类型的粗差。单波束采集时按照每条测线进行处理,在数据处理上往往存在不同船只、不同测线难以一体化处理的问题。文中针对水深值粗差的特点,设计了单波束数据采集和处理一体化方法,在区域处理单波束数据的基础上,提出一种顾及地形的单波束水深测量数据多测线粗差检测方法,并针对上海周边实测区域对单波束测深数据采集和处理进行全方位的验证,结果表明应用本方法不但提升了数据精度和数据处理可靠性,而且大幅提高了作业效率。     

SEABEAM1185多波束系统的测量精度分析及在堤防监测中的应用

通过与不同型号单波束测深仪的多种方式和角度的比测试验，验证了SEABEAM 1185多波束测深系统具有全覆盖扫测，测量范围大、速度快，测深精度和分辨率高等优点，突出其可靠性和稳定性。介绍了SEABEAM 1185系统的组成及其技术性能，并具体分析了系统在监测广东省某河道堤防险段的使用情况及应用价值。     

SEABEAM 1185多波束系统的测量精度分析及在堤坊监测中的应用

通过与不同型号单波束测深仪的多种方式和角度的比测试验,验证了SEABEAM 1185多波束测深系统具有全覆盖扫测,测量范围大、速度快,测深精度和分辨率高等优点,突出其可靠性和稳定性。介绍了SEABEAM1185系统的组成及其技术性能,并具体分析了系统在监测广东省某河道堤防险段的使用情况及应用价值。     

多波束在秦皇岛燕塞湖库区水下三维地形测量中的应用

介绍利用多波束对秦皇岛燕塞湖库区水下地形探测的方法,采用OMINISTAR星站差分GPS定位,库区设立多个水文站实时人工验潮、测深精度严格控制等方法,使多波束对测区进行全覆盖、无遗漏、高精度和高效率的扫测。扫测结果让我们对测区内的水深状况有了一个比较全面的了解,确定了库区水域内的最浅水深,保证了旅游船航线水域水下地形资料的完整,为秦皇岛燕塞湖库区提供了真实可靠的水深数据,完善了救援预案,为旅游船舶航行安全提供了详实的基础数据。     

EM120型多波束测深系统及在深海测量中的应用

与传统的单波束回声测深仪相比,多波束测深系统具有水深全覆盖无遗漏扫测,测量范围大、速度快,测深精度和分辨率高,记录数字化和实时自动绘图等优点。介绍了EM120型多波束测深系统深水系统的技术性能,分析了EM120在中沙深海区的测量试验情况及在深海区水深测量中的应用价值,提出了存在问题及其对策。     

测量新设备在上海世博园区水下扫测中的应用

采用差分GPS、多波束测深系统、侧扫声纳和水下三维地理信息系统等一系列海洋测量新设备,完成了2010上海世博园区的水下扫测,对以后执行类似项目具有借鉴作用。     

基于IHO S-44不同测量等级的船速控制研究

通过船不同航速下对海底地形测量影响的仿真,给出相应情况下多波束测深仪波束对测区的覆盖情况,得出了航速不当时将无法实现对测区全覆盖的结论。据此问题推导了基于国际海道测量标准的船速控制模型,并针对SeaBat8101多波束测深仪给出不同测量等级的船速控制指标。     

单频四波束测深仪的研制设想

当前的港口及重要航道扫海测量,多用四波束洲深仪施测。与以往的软式扫海具扫测相比,前者的精度、效率和经济效益均高于后者。鉴于进口的四波束测深仪价格较贵,而国内还暂无厂家研制和生产,本人提出在国产SDH—13A型测深仪的基础上,研制单频四波束测深仪的设想。     

多波束测深技术在海底管道检测中的应用

为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用多波束测深技术。介绍了多波束的系统组成、调查方法和数据处理等内容。重点对数据处理进行了论述,提出了确定海底管道位置和掩埋状态的分析方法,并对影响多波束检测效果的频率、波束角和水深等因素进行了探讨。通过分析认为,与单波束相比,多波束在海底管道检测中具有直观、高效和高分辨率的特点,具有较好的工程应用前景。     

珠江口内伶仃洋水下地形地貌特征

珠江口海底管线、跨海大桥及港口码头堤坝等近岸海底工程构筑越来越多,为服务于当地的经济发展需要,广州海洋地质调查局使用数字测深仪、多波束水深测量系统和旁侧声纳扫描系统,对珠江口内伶仃岛以北水域(内伶仃洋)的水下地形地貌进行了调查。利用调查资料,分析了内伶仃洋的水下地形地貌特征,认为内伶仃洋水下格局总体上呈三滩两槽分布,发展趋势处于不断的淤浅和萎缩,但人为作用已对水下地形地貌产生了较大的影响,破坏了水下生态环境,应加强水域综合管理,加大环境保护力度。     

动力定位系统与单波束测深仪在科考船定点作业中的应用

科考船定点作业时会受到海洋风、涌、浪、流等外界环境因素影响，导致工作效率降低，原位测量精度下降，甚至影响作业安全。动力定位系统 （DP） 具有自动定位功能，能够抵抗外界环境因素的影响，可实现科考船高精度定点控位。 单波束测深仪不仅可以测量水深，也可反映水下设备深度信息，可以起到辅助监控水下设备功能。本文在介绍定点作业施工现状与局限性的基础上，分析 DP 系统与单波束测深仪工作原理，以“向阳红 01”船为载体，在定点作业时开启 DP 系统与单波束测深仪，发现该方法可以提高科考船定点作业工作效率、原位测量精度并保障作业安全，可为其他科考船定点作业提供参考。     

温、盐、深探头在多波束测量中的综合运用

针对多波束测量中存在的声速误差问题,探讨了声速误差对多波束测量的影响以及影响表层声速和换能器动态吃水深度变化的主要因素,提出了一种旨在提高多波束测量精度的有效手段——温、盐、深探头的综合运用,以便实时测定表层海水的声速和换能器的动态深度吃水改正。     

基于GNSS方位辅助惯性导航系统的水下地形精密测量技术

多波束测深技术是目前水下地形测量的主要技术手段,测量平台的瞬时姿态及方位是影响多波束测深系统最终成果准确度的重要因素。GNSS方位辅助惯性导航系统,作为目前应用较为广泛的方位、姿态、及位置综合测量系统,不仅能够提供高精度位置信息,同时也能提供测量平台的瞬时姿态及方位数据,而且因为具有GNSS方位辅助测量,使得最终方位测量结果比传统方位测量精度大大提高,这对于多波束最终测量成果精度提高具有重要意义。文中从GNSS方位辅助惯性导航系统原理及技术优势出发,结合Trimble RTX后处理技术,从姿态测量、方位测量及辅助高程测量方面分析了在多波束水下地形测量中的应用,并以实际测量成果来展现其在水下地形精密测量技术方面的优势,结果显示,定位精度可以达到优于2 cm级别,方位精度可以优于0.01°(依赖于双GNSS天线之间的基线长度),该技术对水下地形测量准确度提升作用显著。     

Underwater Terrain Positioning Method Based on Least Squares Estimation for AUV

To achieve accurate positioning of autonomous underwater vehicles, an appropriate underwater terrain database storage format for underwater terrain-matching positioning is established using multi-beam data as underwater terrainmatching data. An underwater terrain interpolation error compensation method based on fractional Brownian motion is proposed for defects of normal terrain interpolation, and an underwater terrain-matching positioning method based on least squares estimation(LSE) is proposed for correlation analysis of topographic features. The Fisher method is introduced as a secondary criterion for pseudo localization appearing in a topographic features flat area, effectively reducing the impact of pseudo positioning points on matching accuracy and improving the positioning accuracy of terrain flat areas. Simulation experiments based on electronic chart and multi-beam sea trial data show that drift errors of an inertial navigation system can be corrected effectively using the proposed method. The positioning accuracy and practicality are high, satisfying the requirement of underwater accurate positioning.     

Underwater Terrain Positioning Method Based on Least Squares Estimation for AUV

To achieve accurate positioning of autonomous underwater vehicles, an appropriate underwater terrain database storage format for underwater terrain-matching positioning is established using multi-beam data as underwater terrain-matching data. An underwater terrain interpolation error compensation method based on fractional Brownian motion is proposed for defects of normal terrain interpolation, and an underwater terrain-matching positioning method based on least squares estimation (LSE) is proposed for correlation analysis of topographic features. The Fisher method is introduced as a secondary criterion for pseudo localization appearing in a topographic features flat area, effectively reducing the impact of pseudo positioning points on matching accuracy and improving the positioning accuracy of terrain flat areas. Simulation experiments based on electronic chart and multi-beam sea trial data show that drift errors of an inertial navigation system can be corrected effectively using the proposed method. The positioning accuracy and practicality are high, satisfying the requirement of underwater accurate positioning.     

珊瑚礁地质稳定性研究现状

为探究珊瑚礁稳定性的研究现状,对影响礁体稳定性的诸多因素如礁体结构、地形地貌、波浪、潮汐、潮流、风诸如热带气旋和风暴、海流等进行总结,结果表明以上诸多因素可在不同程度上决定或影响礁体稳定性。同时指出现阶段礁体稳定性研究所需注意的问题,其一是涉及珊瑚礁地质稳定性的礁体结构、地貌形态的研究尚少,需合理利用多波束测深仪、高分辨率多道地震探测系统、钻探及AUV、三维实时声学成像声呐技术获取礁体地形、地层及剖面形态,并借助GIS技术对滑坡等失稳地带进行圈定,其二是潟湖区、礁体边坡等区域的稳定性研究缺乏,需引入极限平衡法评估礁体边坡、泻湖等区域的稳定性,且需考虑波浪、潮汐引入的孔隙水压力、渗流力的影响。通过综述礁体稳定性研究现状及未来礁体稳定性研究的方向的展望,以期为珊瑚礁体上的工程建设及未来的珊瑚礁地质稳定性研究提供些许启示。     

无人艇载多波束组网测量系统

为了提高传统多波束测量的效率,开展无人艇载多波束组网测绘系统总体设计以及测绘/航行一体化、组网拼接、伴随控制等关键技术的研究。试验表明,该测量系统中两艘无人艇可伴随母船航行以及多波束设备实现了组网测量,测量效率提高二倍,数据精度符合相关规范。本文所实现的测量系统极大地提高了水深测量数据快速获取的能力,所研究得到的航行/测量一体化技术对于测绘无人艇的开发具有参考意义,所提出的组网测量作业方式对海洋测量、调查作业有着借鉴和启发意义。     

台湾岛西南海域福尔摩沙海脊冷泉区地形地貌特征分析

利用水深数据和ROV近海底影像资料,对福尔摩沙海脊冷泉区的海底地形地貌和冷泉系统的海底表征进行了描述和分析,并讨论了二者之间的响应关系。结果表明,相对于船载多波束数据而言,近海底多波束测深系统所获得的数据能更高精度地反映冷泉区海底地形地貌特征,是研究冷泉系统不可或缺的基础资料。基于ROV近海底观测影像资料,福尔摩沙海脊冷泉系统整体表现为局部被化能自养生物群落覆盖并有流体喷口零星分布的巨大自生碳酸盐岩岩丘,海底表征主要包括形态各异的自生碳酸盐岩结壳或岩体、化能自养生物群落、流体喷口、还原性沉积物等几种形式。研究表明,福尔摩沙海脊冷泉区的地形地貌特征与冷泉系统海底表征具有良好的响应关系,并且该区的地形地貌特征主要受控于出露于海底的自生碳酸盐岩的形态特征及规模。首次揭示了福尔摩沙海脊冷泉区地形地貌特征与其海底表征之间的响应关系,以期为后续的冷泉研究提供必要的背景资料支持。