基于IMAGENEX DT101多波束测深系统水下DEM建模研究

水下数字高程模型的建立可以提高水下地形直观可视化表达效果,更精确地表达水下地形的目标大小、形态及坡度变化规律,为水利工程建设、水库清淤、防洪抗旱等工作提供有力的数据支撑。多波束测深系统具有大范围、高效率和高精度等优点,把测量技术从传统的以点代面、以线代面的测量扩展到了真正意义的面的测量,为水下数字高程模型建立提供高精度、高密度的原始数据。本文以辽宁某水库1∶2 000水下地形测量工程项目为例,基于IMAGENEX DT101多波束测深系统,研究了其水下地形数据采集的具体流程和数据处理关键技术,并利用Arc GIS建立了水下数字高程模型。结果表明:IMAGENEX DT101多波束测深系统能够快速、高效地获取水下地形测量数据,其成果精度满足了相关规范要求,可以推广应用到其他水库与河流相应比例尺水下数字高程模型建立。     

Imagenex DT101多波束测深系统在水下测量中的应用

阐述了Imagenex DT101多波束测深系统的技术指标和组成,讨论了Imagenex DT101多波束测深系统在水下地形测量中影响数据精度的因素;同时结合在某大型水库测量的应用特性,分析了在水下地形测量中Imagenex DT101多波束测深系统的主要技术流程和实施方案。     

基于选权迭代法的单波束测深数据粗差探测

单波束测深技术因其成本低、精度高、操作简单等特点被广泛应用于水下地形测量,然而在声速设定正确的情况下,测深仪的观测值仍会存在一定数量的粗差。本文针对单波束测深数据中的粗差问题,利用三次曲面函数构造格网模型,采用选权迭代法进行抗差估计,对观测值中的多个粗差迭代降权,以提高水下地形模型精度。本文结合西江某航道码头水下地形测量工程实例,对单波束测深数据进行处理和水下地形建模,验证了该算法在单波束测深数据粗差探测和水下地形建模中的可行性和有效性。     

三峡库区水下地形多波束扫测

本文介绍多波束测深系统在三峡库区水下地形测绘上的应用,探讨在库区水下地形扫测中多波束测深系统可采取的扫测方法。积累经验,为长江河床演变测量提供科学依据。     

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。     

智能无人船单波束测深系统在水下地形测量中的应用

阐述智能无人船搭载单波束测深系统在河湖库区水下地形测量中的应用，根据无人船单波束测深原理及水下地形测量技术流程，从测深水域范围确定、测线布设、测深数据处理与分析、水深数据精度检核、水下DEM生成等各个关键技术环节进行研究与分析。以山西省某水库为例，以较完善反映水底地形地貌的前提下，兼顾测量效率和成本，确定最佳技术路线和方案，为从事水下测量作业的工作者提供参考。     

EM2040C多波束系统在采砂量监测中的应用

多波束测深技术在现代水下地形测量中发挥着重要作用,已应用于海洋测绘和内陆水体水下地形测绘中。本文介绍了EM2040C多波束系统的基本组成和性能,并以系统在海砂资源开采监测中的应用为研究对象,探讨了海砂开采量监测的技术方法和数据处理过程。研究结果证明,EM2040C多波束系统能够快速、高效地获取海底地形数据,其精度满足相关规范要求,可推广应用于海砂开采量监测中。     

复杂水域条件下单波束无人船地形测量应用

水下测量是测绘工作的一个重要组成部分,利用水下测量技术可获取水下地形、河道纵横断面、水深等数据,保障水域施工、水下救援、河道疏浚等工作的正常开展.相较于传统的人工水下测量手段,搭载声呐设备的无人船水下测量系统以其测量速度快、人工成本低、安全系数高、精度高等特点迅速成为水下测量工作所使用的主流技术,并在很多项目中开展应用.在应用过程中发现,无人船测量环境较为复杂,一般的技术流程往往难以满足实际需要.因此,本文从单波束无人船的测量原理出发,结合实际案例,探讨单波束无人船在复杂水域地形测量中存在的问题及解决方式,形成无人船在复杂水域地形测量的技术流程.     

多波束测量系统在长江潜坝工程中的应用

通过叙述多波束测量系统在长江水下工程中的应用实践和体会，说明多波束测量系统和单波束等常规测量仪器相比，具有测深点多、测量迅速快捷、全覆盖等优点。     

多波束测深系统及其在水下工程监测中的应用

多波束测深系统也称声纳阵列测深系统，能实现测区全范围无遗漏扫测。GPS系统、罗经和姿态传感器在多波束测深系统中的应用，使得多波束测深系统作为一种高效率、高精度、高分辨率的船载水下地形测绘设备在水下工程监测中的应用越来越广泛，如水中探自然流鱼雷、探死者、探中华鲟、探沉船、大坝水下探伤、近坝水下探坑、检测轮船吃水深等。探讨工程测量中多波束测深技术，对开展工程水下地形测量及水中探物具有重要意义。     

GPS-RTK与测深技术在水下地形测量中的应用

简要介绍了利用GPS-RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本作业步骤,并通过工程实例说明无验潮和传统验潮两种模式下取得的水深测量数据均能满足相关规范要求。     

多模态传感器系统在河槽边坡地貌测量中的应用

河槽边坡地形的观测是河流边坡侵蚀和稳定性研究的基础。2016年洪季,利用三维激光扫描仪、多波束测深系统、RTK、差分GPS等仪器组成的多模态传感器系统,对长江下游铜陵段窝崩边坡和马鞍山段侵蚀型河漫滩边坡进行了联合地貌测量,对边坡陆上、水下高精度三维地形点云数据进行了融合研究,成功实现了边坡陆上水下三维地形的一体化和可视化。结果表明,多模态联合测量手段及三维点云融合方法能够获取较高分辨率的河流边坡陆上与水下一体化三维地貌模型,利用该模型可对边坡整体地貌特征进行定量计算分析,实现对河流险段的监测与稳定性评估,具有一定的工程意义。     

联合不确定度的多期水深剖面分析方法及应用

单波束测深技术在近海及河口水深测量中被广泛应用,但受动态海洋环境的影响,很难有效获取不同时期同一位置的水深数据,这给快速变化的近海地形的准确对比与分析造成很大困难。针对该技术问题,本文提出了一种联合不确定度的多期水深剖面分析方法。通过初始不确定度计算、水深及不确定度传递、卡尔曼滤波更新等步骤构建时序地形剖面,并基于假设检验完成剖面地形演变分析。用两期次河口区单波束数据对算法进行了验证。结果表明,本文方法获取了可与实际地形剖面有效对比的水深剖面,并可对地形骤变区域作出准确评估,对于快速变化的河口水下三角洲尤其是航道区域的演变分析具有实际的应用价值。     

GPS-RTK技术在抢险测量中的应用

GPS动态技术以其测量精度高、速度快等优势在地形测量中获得了广泛的应用。介绍了GPS实时动态测量系统的工作原理及其在长江抢险测量中的应用情况。实践证明,GPS技术大大地提高了水下地形测量的自动化程度和工作效率,降低了劳动成本,创造了良好的经济效益和社会效益。     

MF多源测深数据融合方法及大洋水深模型构建

针对全球深海测深数据来源复杂、精度差异大、难以融合构建高精度数字水深模型（digital bathymetric model，DBM）的问题，提出一种适用于深水区多源水深数据融合的MF法（merge-fusion），并将其应用到马里亚纳海沟"挑战者深渊"的DBM构建中。该方法通过"合并-融合"的技术路线，将多波束、单波束、电子海图数据与通用全球海洋地形数据（general bathymetric chart of the oceans，GEBCO）有机地融合在一起，在保留高分辨率地形细节特征的同时，合理填补了数据空白区。使用该方法构建"挑战者深渊"高精度DBM并与GEBCO数据进行对比，结果表明，该方法融合的DBM能更好地反映精细的地形特征信息，具有重要的实际应用价值。     

GPS在水下地形测量中的应用研究

基于现有的测量模式中所存在的一些问题,通过在堤防隐蔽工程测量中的实践,对水下测量技术进行了一些探讨和研究,得出了以下几点结论:测量仪器和手段的选择是水下地形测量中的一项重要工作,因此在选择时既要考虑精度,又要兼顾其他各方面;GPS的RTK工作方式用于水下地形测量,可使岸上控制点的布设与水上测量同步进行,并使水位观测和水下地形点高程的测量变得可靠、简便易行。     

船载移动测量在水库地形测绘中的应用探析

针对传统水库地形测绘分水上水下工程分别实施,其工程量大,效率低,存在难测、漏测区域等问题,本文提出基于VSur-W的船载移动测量方案。通过具体工程案例和精度评定实验对该系统的适用性进行了分析和实践验证。结果表明:该系统可同步采集坐标系统统一、拼接无缝的水上水下地形地貌点云数据,测绘效率高,成果丰富,一体化测量精度可达到1∶2 000地形图要求,在水库地形测绘中具有广阔的应用空间。     

GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用

介绍了GPS无验潮多波束水下地形测量的基本原理及方法要点。以琼州海峡跨海通道工程水下地形测量为例,对GPS潮位修正及多波束水深测量结果进行了分析。结果表明,综合运用GPS RTK和多波束测深技术进行宽水域水下地形测绘,可有效提高测量精度和工作效率。     

Geodetic constraints from multi-beam laser altimeter crossovers

The round-trip travel time measurements made by spacecraft laser altimeters are primarily used to construct topographic maps of the target body. The accuracy of the calculated bounce point locations of the laser pulses depends on the quality of the spacecraft trajectory reconstruction. The trajectory constraints from Doppler and range radio tracking data can be supplemented by altimetric “crossovers”, to greatly improve the reconstruction of the spacecraft trajectory. Crossovers have been used successfully in the past (e.g., Mars Orbiter Laser Altimeter on Mars Global Surveyor), but only with single-beam altimeters. The same algorithms can be used with a multi-beam laser altimeter, but we present a method using the unique cross-track topographic information present in the multi-beam data. Those crossovers are especially adapted to shallow (small angle) intersections, as the overlapping area is large, reducing the inherent ambiguities of single-beam data in that situation. We call those “swath crossovers”. They prove particularly useful in the case of polar-orbiting spacecraft over slowly rotating bodies, because all the non-polar crossovers have small intersection angles. To demonstrate this method, we perform a simplified simulation based on the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) and its five-beam Lunar Orbiter Laser Altimeter. We show that swath crossovers over one lunar month can independently, from geometry alone, recover the imposed orbital perturbations with great accuracy (5 m horizontal, < 1 m vertical, about one order of magnitude smaller than the imposed perturbations). We also present new types of constraints that can be derived from the swath crossovers, and designed to be used in a precision orbit determination setup. In future work, we will use such multi-beam altimetric constraints with data from LRO.     

改进型数据加窗法的高程粗差剔除研究

利用摆动式单波束探测水下微地形时,因掠射角、底质特性等因素对回波信号的影响,导致数字高程粗差产生。本文根据摆动式单波束的探测原理和工作特点,对多波束测量中的数据加窗法进行改进:将回波能量作为探测点的内在属性参与确定起始加窗点;加窗点采用实测点,并要求起始加窗点尽可能靠近整条测线上实测点的高程均值。由此提高了高程粗差剔除的准确性。在实际应用中,随机微地形的高程粗差被成功剔除。