海洋调查测量信息系统(一):硬件部分

在调查测量船的设计论证过程中,针对调查测量设备信息综合处理和任务指挥控制的需求,基于对调查测量船典型装备配置及能力的分析,提出了由软硬件两部分组成的调查测量信息系统,设计了由数据采集分发平台、声学同步控制模块和数据远程通信模块组成的系统硬件部分,实现了调查测量信息的集中采集、实时分发、远程传输,以及调查测量作业的同步控制,有效保证了调查测量船装备布局的统一性和科学性,为海上同步高效作业能力的生成提供了硬件保障。     

水下自航行观测平台开放式同步实时测量系统设计与实现

针对多传感器测量系统中存在的同步、实时测量不容易实现的问题,提出了解决方案。基于开放式、面向任务、模块化设计思想,设计并实现了实时数据采集系统的硬件结构和软件系统。研究并实现了基于I2C总线的多路传感器控制系统,描述了开放式应用控制协议的设计。介绍了主控制器端和传感器控制端软件结构及其实现。实现了多传感器测量任务并发执行,保证了各个传感器测量数据的实时性和有效性。     

船载多传感器综合测量系统点云实时显示技术

船载多传感器综合测量系统集成了三维激光扫描仪、多波束测深仪、GNSS、IMU、传感器稳定平台等传感器,采用非接触式的测量方式同步获取水上水下地形,在海岸带和海岛礁测绘中有巨大的应用价值。由于测量瞬时数据量大,系统点云实时显示是采集软件的重要组成部分。在有效地控制时间同步的前提下,优化数据融合效率,采用VTK(visualization toolkit)技术实现了海岸线上下一体化点云实时显示,有效地提高了系统的信息挖掘能力和现场决策支持能力,最终实现了水上水下一体化测量。     

自动水下航行器测量子系统实时多任务软件设计

针对多传感器测量系统中存在的单任务软件系统很难实现同步、实时测量的问题,引入了实时多任务操作系统。基于开放式、面向任务、模块化设计思想,研究了自动水下航行观测平台测量子系统的多任务软件系统。描述了多任务软件的静态结构和动态模型,实现了多传感器测量任务并发执行,保证了各个传感器测量数据的实时性和有效性。     

海洋水文气象数据实时传输系统的设计与实现

针对目前我国海洋调查测量中水文气象数据传输实时性不强的现状,采用我国自主研发的"北斗"卫星导航系统作为无线信道单元,根据水文气象调查设备现状和调查模式,分别在指挥中心和测量终端搭建硬件平台,并研制专用测控软件,设计研制了海洋水文气象数据实时传输监控系统,实现了实时水文气象数据传输及指令交互,达到了提高调查测量数据的质量和调查测量作业效率的目的,为构建突击性强、反应迅速的海洋环境保障作业及实现高效率应急机动测量提供了有效技术手段。该系统的应用对水文气象调查数据的实时高效传输及实时调整调查测量计划任务都具有战略性的意义。     

基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统

针对目前我国海洋测量船上测量数据无法实时传输的现状，采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线信道单元，结合数据压缩及长报文通信协议等技术，设计了基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统，解决了海洋测量船上测量数据实时传输的问题。     

GPS RTK技术在滩涂测量中的应用

在黄河口大面积滩涂测量中，采用了GPS实时动态测量(RTK)技术，体现出定位精度高、完成数据采集快、外界因素影响小的特点，成为测量自动化系统的重要组成部分。介绍了控制点精度检核、碎部测量精度比对结果。     

增强现实技术在水下定位测量中的应用

增强现实（AR）技术是应用领域非常广泛的新技术，涉及社会生活的多个领域，如医学、军事、交通、教育、娱乐、工业机械、景观规划、文物保护等，目前也已应用到水下工程中。本研究中AR技术首次成功应用到国内海洋工程水下定位测量作业中，以遥控水下机器人（ROV）为载体，搭载3D水下摄像机并配备相关水下传感器，通过专用AR软件将结构物三维模型、虚拟标识物、虚拟测量工具叠加到从水下传到水面的视频画面中，实现了水面操作人员与水下真实环境的实时交互，从而实时监测水下结构物的位置和姿态。将AR技术应用于水下定位测量，突破了传统的作业模式，具有高精度、高效率、低成本、无接触式和实时测量的优势特点，ROV不用紧贴结构物，软件操作便捷、测量数据精度可靠且实时显示，有效降低ROV的作业风险，提高作业时效。     

海洋观测数据传输业务流实时监控技术研究

基于目前海洋观测数据监控管理业务多以人工值班监控为主、电子化与自动化程度不高的现状,首先针对海洋观测数据传输保障业务特点展开分析,然后对数据传输业务流中的各类数据及软硬件对象进行梳理,并利用同步实时监控技术,数据库技术等,解决局域网内分布式同步监控系统建设中发现的一系列复杂问题,最终实现海洋观测数据传输监控系统对整个业务流的全面、实时及自动化的监控。     

多站多星业务运行信息管理系统

我国海洋卫星地面应用系统目前是基于两站多星的业务运行系统，今后还将增加地面站，本文给出一个自主研制的我国海洋卫星的两站多星信息管理系统，可以推广到未来多站多星的管理，系统利用ORACLE8i关系数据库和HP服务器作为软硬件开发环境，在客户端用VC＋＋6开发完成。实现了北京地面接收站和三亚地面接收站的业务运行信息（包括：北京地面站数据接收情况、三亚站数据传输情况、两站产品生成情况等）自动入库，为业务值班、业务管理人员提供了实时监控的平台；通过自动产生的实时业务运行报表、历史业务运行报表，值班人员可及时掌握业务运行情况；技术维护人员可获得任意时间段地面接收系统运行状况分析对比的第一手资料；方便、快捷的查询功能可随时向用户提供所需信息，从而为海洋预报、海洋赤潮监测、渔场快速报等提供实时的信息查询服务，整体提高了我中心的服务能力和服务水平。     

海底表层底质探测系统在沿岸测量中的应用

介绍了海底表层底质探测系统的工作原理及该系统在沿岸测量中的应用。该系统实现了水深测量和底质探测的一体化,特别在底质探测方面由人工采样判断跨越到走航式自动化判断,提高了外业工作效率,具有重要的应用价值。     

三锚浮标系统研究

海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了探测海洋奥秘的主体监测系统。论文详细阐述了水面浮标采用的新型三锚系留系统的组成、优点、以及克服的技术难题。     

南京长江隧道三维测控系统设计

越江隧道精准化、信息化施工的基础是必须建立一套高可靠度、高精度的三维测控系统以及与之配套的科学观测程序。长江越江隧道三维测控系统如何构建是测绘界极有挑战性的一个课题，以南京长江越江隧道为例，介绍了长江越江隧道三维测控系统设计的基本方法，以及与之配套的科学观测程序。     

深水声学拖曳系统

介绍了我国自主设计和研制的深水声学拖曳系统,它的最大工作水深4000m,安装有高分辨率测深侧扫声纳,可在近海底工作获得高分辨率的海底地形地貌和温盐深等数据.它的测深覆盖范围600m,侧扫覆盖范围800m,垂直航迹分辨率5cm,最小可检测高度10cm,测深分辨率高于目前的多波束测深系统.该系统已进行了湖试和海上锚泊试验.该系统的研制成功将对开展大陆架勘查,探测和开发国际海底资源发挥重要作用,拖曳系统中高分辨率测深侧扫声纳还可装船安装,在大陆架水域进行高分辨率海底地形地貌测绘.     

主检测深线系统误差的探测与实现

针对海道测量中测深成果系统误差的评价问题，介绍了一种利用主、检测深线测深数据探测系统误差的方法，以实现测深中系统误差的科学评估。     

基础测绘工程项目监理实施细则探讨

针对测绘工程项目监理尚不完善的实际情况，分析了测绘监理的研究内容和发展方向；以徐州市基础测绘监理项目为例，从基础测绘监理的组织、内容确立、质量控制、组织协调等具体内容出发，对项目监理实施细则进行研究分析，给出了基础测绘工程监理实施细则的具体内容，并通过实际应用取得了良好的监理效果。     

遥感水深反演海图修测应用研究

卫星遥感技术可以应用于浅海水下目标探测，是特殊区域碍航物探测的有效手段。结合海岛礁的特殊地理环境和测绘需求，采用高分辨率卫星影像进行浅水深反演试验，提出的高分辨率预处理方法实用、有效；并与海图数据结合，进行水深标定和海图修测应用分析。研究结果表明，针对南海岛礁，应用高分辨率卫星影像可以获取岛礁分布和轮廓、概略等深线信息、潜在航道以及水下障碍物信息等，能达到修测海图的目的。     

海洋测量延时效应的研究

对海洋测量中的延时效应进行了分析,给出了系统性延时效应的探测及改正方法。实测数据及仿真证实了该方法的有效性。该方法可编制软件用于高精度的海洋测量的数据处理。     

无人时代的海洋测绘技术展望

针对海洋测绘面临的问题,分析了无人时代技术特征和无人海洋平台发展。讨论了无人海洋测绘新理念与发展机遇,论述了无人海洋测绘技术体系,展望了无人海洋测绘技术新的应用领域,以及在海洋经济、海洋可持续发展中的应用前景。提出了制定我国无人海洋测绘技术发展战略规划等建议。     

无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术

为提高水陆一体化测量系统的作业精度和性能,开展无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术研究。借助仿真分析手段,对艇型及设备布置进行优化研究,并开展多传感器集成、时间同步、盲区无缝和实时拼接技术研究,设计并集成了无人艇载水陆一体化测量系统。实验表明,无人艇载水陆一体化测量系统获得的水上水下数据的平均垂直误差为0.12m。所提出的无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术是可行的,可为测绘艇和水陆一体化测量系统集成提供理论依据。