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。     

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。     

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。     

水陆三维地形地貌融合应用研究

针对海量遥感数据和海洋测量数据的特点,采用Kriging插值算法和三角网构建高精度水下DEM数据,应用标准偏差算法和侧扫声纳镶嵌技术制作水下地貌影像,实现多元数据处理、融合和三维显示的技术流程.应用像素级数据融合技术实现海量水陆数据的连续、准确无缝拼接,解决海洋测绘信息空间一体化表达的技术难题.     

海道测量潮汐计算与应用

研究了应用于海道测量的潮汐数值预报方法,研制了海道测量潮汐计算与应用软件系统,介绍了该系统的组成与主要功能以及有关数学模型的建立与计算方法。应用本文的方法,可解决船载水深测量和机载激光测深的水位改正问题。     

一种船载水深测量数据均匀性分布研判方法

针对联合船载水深测量数据和海面重力信息构建海底地形模型时,判断测区水深测量数据分布均匀性主要依靠目视判别方法,致使效率较低缺点,借鉴图像处理领域特征点分布均匀性评价方法,结合船载水深数据抽稀简化技术,给出了描述船载水深测量测区数据均匀性分布量化指标方法.首先以4'网格边长为划分依据,将密集的船载水深测量数据抽稀简化;计...     

基于机载激光技术的浅海水深测绘应用分析

受船载仪器、海况等要素限制,传统水深测量中浅水区域无法对浅海水深进行测量。为克服此困难,利用近年来新兴的机载激光测深系统(light detection and ranging system,简称LiDAR)进行浅海水深测量,用LiDAR获取的点云数据进行处理后得到的水下地形等深线与海图图载水深进行直观对比,同一坐标点下的点云水深与截图水深进行定量分析。结果表明,LiDAR获取的水深精度高,水深点密集,可更快获得浅海区域详细的高精度的水下地形。这些优点使其在近岸浅海海岸防护、围海造田、港口建设等海洋工程项目中应用前景广阔。此外目前国内LiDAR技术主要用于陆地,应用于浅海水深测绘还很少,本研究对机载LiDAR进行水深测量的研究进行了补充。     

海底底质声学参数测量系统设计

海底底质声学参数测量系统用于测量海底沉积物的声速和声衰减参数,它由水上主控子系统和水下测量子系统构成.水上主控子系统由工控机、数据传输接口和GPS定位模块组成,实现实时控制、数据处理与记录功能;水下测量子系统由声系、数据采集和传输模块组成,完成水下声波信号数字化及数据上传.水上设备与水下装置间通过电缆建立低速的下行命令信道和高速的上行数据信道,数据通讯采用曼彻斯特编码调制方式.水上计算机通过下传命令实时改变数据采集模块的控制参数,能够在各种环境条件下获得最佳测量效果.实验证明,仪器测量达到预期效果.     

基于无人机和无人船的岛礁地形测绘技术

无人岛礁及其周边环境复杂、基准不一,对其进行高精度测绘存在诸多困难。介绍了一种基于无人机和无人船的测绘系统,融合大地测量、无人机航空遥感、无人船水下测绘等多源观测技术获取无人岛礁一体化测绘成果。并在广东省珠海市的三角岛进行实地测量,获取了海岛水上水下一体的三维点云、等值线、DOM等数据,陆上成果精度达厘米级,水深测量成果符合相关规范要求,该成果可广泛应用于海洋、国土、测绘、规划、建设等领域,有助于解决无人岛礁缺乏控制点造成的数据精度低、各部门需求数据多次采集耗时费力等问题。实践证明该技术具有一定的工程意义。     

无人水面测量艇技术研究(一):船型及推进方式设计

目前,无人水面舰船代表了海洋测量装备自动化、智能化的发展趋势,是海洋测量技术研究的热点。针对浅水区域水下地形复杂、暗礁众多、涌浪较大的特点,对无人水面测量艇水深测量技术进行研究,涉及的关键技术包括船型及推进方式设计、测量设备加装测试、无线数据传输功能、测量艇吊放回收技术等,本文主要围绕船型及推进方式展开研究,提出三体喷水推进无人水面测量艇设计方案,基于该方案实现的测量模式具有很强的机动性和高效性,必将极大地提高测量部门在浅水区域水深数据的快速获取能力。     

船载超声波测风系统设计与研究

设计了可应用于船载条件下风速风向测量系统,该系统基于超声波传播时间差法原理,并采用由陀螺仪、加速度计和磁力计组成,全球导航卫星系统辅助的低成本微型组合导航技术来测量风速风向。硬件设计方面搭建了以STM32F4xx和可编程逻辑器件为核心的船载测风硬件系统,软件设计中通过编程实现对测量数据的采集和分析处理。该系统可实现船载海洋环境风速风向参数的智能化采集、管理及发布,具有广泛的应用前景和较高的应用价值。     

采用平均水深误差测定法计算疏浚土方量

研究了港口水深测量和疏浚工程水下土方量计算的平均水深误差测定技术，提出了建立相对稳定水深参考区、断面及参考点，进行水深趋势分析等方法，从而使疏浚工程土方量计算精度较大幅度提高。同时，平均水深误差测定也是检查短周期水深测量成果质量的有效手段。     

SILAS适航水深测量系统测试研究

在适航水深技术标准研究过程中，引进荷兰SILAS走航式适航水深测量系统，在天津港对其测量精度、深度分划正确性和重合精度等进行了系统的测试研究。对该系统的配置、技术性能、使用方法及操作注意事项进行了全面的介绍。     

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。     

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。     

多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术

针对采用传统海洋测量手段难以获取危险及争议海区的水深和水下碍航物信息,提出了基于卫星遥感进行水深反演和水下碍航物探测的新思路。探讨了多光谱遥感水深反演的数据预处理方法、遥感水深反演模型的构建及水下碍航物遥感探测方法,并开展了相应的实验验证。实验表明,采用卫星遥感手段可以快速地获取测量船只不易到达海区的水深和水下碍航物信息,研究成果对海洋测绘技术的发展具有一定的指导意义和应用价值。     

海洋导航定位技术及其应用与展望

根据水上和水下环境的区别,系统论述了各种海洋定位导航技术及组合定位导航技术,比较了它们的优缺点和适用范围,介绍了它们的应用现状及展望。     

船载三维激光扫描海岸岛礁地形测量技术体系构建

海岸岛礁地形测量作业主要采用实时动态差分定位系统(real time kinematic,RTK)和全站仪相结合的测量作业模式,但在陡峭的悬崖地区、大面积的滩涂、沼泽,以及困难地区岛礁等,很难通过RTK作业方式实施登岛/登点测量,难以满足海岸岛礁应急作业的需求。开展了船载三维激光扫描地形测量关键技术研究,通过系列专业软件开发、技术试验、规程编制和生产作业等技术途径,构建了船载三维激光扫描地形测量技术体系,将大大减轻海岸岛礁地形测绘的劳动强度,加快数据更新和产品保障周期。     

机载激光雷达测深技术研究与进展

当前包括内河、水库及海域在内的水上、水下地形测量任务需求不断增加,进行水域或海洋测绘领域研究已提升到新的国家战略性高度。首先介绍了当前机载激光雷达水深测量的基本原理;概括总结了激光测深中的波形处理、波浪潮汐改正、折射改正、航带拼接与数据融合等关键技术,对测深的精度及误差影响进行了分析。最后结合当前技术的发展及新技术的出现,对未来机载激光雷达测深技术的发展进行了展望。     

港珠澳大桥隧道沉管安装定位及姿态监测技术

重点介绍了针对港珠澳大桥海底沉管对接过程中水下精密定位及姿态监测技术方法,采用了水上RTK定位与水下姿态监测技术相结合,并实时监测测量塔挠度,通过三维坐标转换实现了高精度的对接定位及姿态监测,开发可视化仿真模拟软件,指导沉管水下对接。简要介绍了安装定位过程的实施步骤、关键工序和定位精度分析。