导航用海洋重力异常图的孔斯曲面重构方法

本文基于地球重力物理场连续的特性,将计算机构图中的孔斯（Coons）曲面建模引入到导航用海洋重力异常图的加密重构中,建立了不同边界曲线的双一次Coons曲面和双三次C1Coons曲面重力异常模型。通过对实验区数据计算分析,结果表明基于Coons曲面建立的重力异常模型精度均高于双线性内插模型,且边界条件数越多,模型精度越高;同时利用现有全球SRTM30plus海深数据,借鉴于间接内插的思想,以布格异常基于Coons曲面进行重力异常图的重构,与空间重力异常直接建模相比,精度整体提高了25%。     

局部海洋磁力异常图的Coons曲面重构

针对地磁导航中地磁图的精化与制备的问题,采用了一种在地形拟合中使用的Coons曲面模型方法。探讨了使用不同的已知点数和边界曲线方法时Coons曲面的精度变化。针对某测区海洋地磁异常数据进行了实验,并与常用的Taylor多项式和Kriging插值两种方法进行了对比。由实验结果看出其精度优于其他两种方法,为在进行地磁匹配导航时得到更为精细的地磁图提供了一种参考方法。     

海洋测量学

CH20072174重力异常匹配辅助导航解算模型的优化=Improvement of Solution Model of Gravity Anomalies'Matc-hing Aided Navigation/戴全发(中国科学院测量与地球物理研究所)∥大地测量与地球动力学.-2007,27(4).-31~34重力匹配导航是目前水下惯性辅助导航的最佳解决方案之一,重力异常匹配是其中最重要的导航位置估算方式。由于正常重力与实际位置的相关性,实际进行的重力异常匹配不便于进行单纯的重力异常比较,为此设计了含有正常重力条件的重力匹配模型。比较仿真试验显示改进后的算法模型在重力异常变化平缓区域具有更好的匹配效果…     

基于Coons曲面的格网DEM传递误差

构造了基于边界曲线的Coons曲面DEM;研究了Coons曲面DEM的传递误差,推导出不同边界曲线构成的Coons曲面DEM模型的传递误差;得到了Coons曲面DEM的传递误差大于双线性DEM的传递误差的结论,并分析了传递误差与格网点数目的关系.     

基于地面激光点云数据的NURBS曲面重建

通过研究相关理论和方法,提出一个直接针对散乱点云数据重构NURBS曲面的解决方案,即依据点云分块及其拟合的四边界,构建孔斯曲面作为基面,通过基面投影实现散乱点云的参数化,并以最小二乘法完成分块数据的NURBS曲面拟合。曲面验证实例表明,通过该方法所拟合的NURBS曲面是有效的。     

四、P229 海洋测量学

正CH20120786水下重力异常相关极值匹配算法=Correlative Extremum Matching Algorithm Using Underwater Gravity Anomalies/李姗姗,吴晓平,马彪(信息工程大学测绘学院)//测绘学报.-2011,40(4).-464～469,476     

2000国家大地坐标系启用对海洋测绘影响的研究

2000国家大地坐标系(CGCS2000)对于各种测绘工作具有深远的科学意义。结合目前海洋测绘中采用的各种坐标系,研究已有海洋测绘成果在CGCS2000坐标系下的使用方法;给出在不同情况下,采用全球卫星导航定位技术测制海图的方案,对海洋测绘生产具有一定的指导意义。     

海洋测绘前沿技术及应用研究

无论是沿海智慧城市建设,还是智慧海岸带建设,都需要通过海洋测绘提供基础数据.海洋测绘前沿技术包括海洋大地测量、海洋导航定位技术等.海洋测绘的应用主要在海岸带生态修复、环境保护与海洋预警减灾系统、陆海统筹与用地用海分类、海域管理、海洋国土空间规划与生态治理、航道整治工程测量、码头、航道、锚地等工程测量、海底管线路由调查、...     

RAE并行滤波的重力异常匹配算法

扩展卡尔曼滤波技术可以利用序列观测重力异常数据以及航行区域重力异常基准图来校正惯性导航系统漂移误差。针对因重力测量环境的变化、测量仪器扰动等因素造成的重力异常观测噪声不确定问题,提出了基于量测残差自适应估计观测噪声协方差(residual-based adaptive estimation,RAE)的重力异常滤波匹配算法;设计了一组并行卡尔曼滤波器,并简化了最优滤波器的选择准则。不同重力特征区域的实验表明,该算法能够有效降低惯性导航系统经纬向漂移误差,提高系统的导航定位精度。     

微机辅助设计回转曲面

在玻璃器皿、日用陶瓷、搪瓷及铝塑制品以及机电产品零件中,回转曲面占有相当比重。本文介绍用Bezier和B-spline方法,由任意曲母线自动生成多面体,构造回转曲面(或回转椭曲面)的原理;用微分几何算法求解回转曲面包铬线并作消除隐藏线处理,画出曲面体的正投影图、双三次网纹曲面轴测图,迅速准确地计算回转曲面体的容积。本文所研究的设计方法对类似曲面的工业产品自动选型设计有一定的实用价值。     

利用EGM2008模型估算海洋重力测量测线布设间距

测线布设是海洋重力测量中海区技术设计的主要内容,在保证测图精度和提高测量效率方面起着关键作用。目前测线间距依据测量任务而定,没有充分顾及测区重力异常的变化特性。结合海洋重力测量的特点,利用EGM2008模型重力异常作为测线布设的先验信息,在满足测量成果精度要求的前提下,估算测线布设间距。利用实测数据检验估算的测线布设间距的合理性,结果表明,利用EGM2008模型估算的测线间距布设测线能满足海洋重力测量的精度要求,为确定海洋重力测量测线布设间距提供量化依据。     

关联概率密度加权重力异常UKF滤波匹配导航算法

无味卡尔曼滤波(UKF)是一种通过采样来近似非线性分布,从而对非线性问题进行次优估计的滤波方法。利用实时观测得到的重力异常以及航行区域参考重力异常图,可以建立基于重力异常的UKF滤波匹配导航算法,以此校正惯性导航系统的漂移误差。针对选取与UT变换相同权系数来求取预测观测值而可能导致求得的预测观测值为伪观测值的问题,提出了利用关联概率密度函数对采样观测值进行加权的重力异常UKF滤波匹配导航算法。通过对某实验区域的实验进行计算分析,结果表明,基于关联概率密度加权重力异常UKF滤波算法能够克服传统加权预测观测值带来伪观测信息的问题,将惯性导航系统经纬向漂移误差降低至1.1 n mile以内,均优干传统加权算法和纯惯性导航系统的定位精度。     

重力场对飞行器制导的影响及海洋重力测线布设

重点围绕远程飞行器飞行轨道控制保障需求,开展了空中扰动引力计算和地面重力异常测量精度指标及海洋重力测量测线布设方案的分析与论证。首先通过解析和简化飞行器导航误差解表达式,定量估计了地球重力场对远程飞行器飞行轨迹的影响,并以一定量值的落点偏差为限定指标,研究论证了空中扰动引力的计算精度要求。在此基础上,通过对地面重力异常截断误差及数据传播误差的估计和分析,研究确定了地面/海面网格平均重力异常的观测分辨率和计算精度指标。以此为依据,提出了相对应的海洋重力测量测线布设方案,并通过数值计算验证了所提方案的合理性和有效性。     

基于高斯样条函数的局部重力异常场解析重构

重力匹配辅助导航理论大都建立在离散场的基础上的,为了研究基于连续场重力匹配算法以克服传统匹配算法的局限,必须建立精度高且具有良好解析性质的局部重力异常场解析模型。利用斐波那契数列寻优方法对一维高斯样条函数插值进行最优化,在此基础上提出了基于斐波那契数列寻优的二维高斯样条函数逼近局部重力异常场方法。为了提高寻优算法运算速度,将二维准则函数解耦为X方向和Y方向两个独立的一维准则函数,分别采用斐波那契数列寻优方法对这两个准则函数进行寻优以获取X方向和Y方向最优参数,最终得到高精度逼近局部离散格网数据的局部重力异常场连续解析模型。仿真实验中采用五组不同的参数对变化范围为-51.185mGal~86.1819mGal的重力异常场进行逼近。从最后的仿真实验结果可以看出采用最优参数时逼近绝对误差均值达到0.00069,相对误差均值更达到10-6级,能较好的满足了匹配导航要求,其逼近精度较采用其它非最优参数时均有较大提高,由此验证了文中提出的重构算法有效性。     

地球重磁位场辅助水下潜艇导航仿真研究

根据卫星测高反演的重力异常和全球地磁异常格网,构造了西太平洋海域2′×2′重力异常和磁场异常数据作为基准信息,结合SITAN滤波算法在该海域上的两块特征区域上,对比了重力和地磁辅助导航的效果。仿真结果表明,重力和地磁辅助导航的结果与潜艇航线上的重力和磁力信息丰富程度密切相关,两块区域上的两种辅助导航算法的精度都在2nmile左右。     

四、P229 海洋测量学

CH991037 海底电缆声波定位系统应用及完善/姜瑞林(中国海洋石油物探公司)…∥测绘通报。—1998(11)。—28～30 海底电缆地震采集系统1995年首次在国内浅海地区使用即显示出其质量和速度优势,在它的诸多先进技术中海底电缆声波定位系统特别引人注目。介绍了该系统的构成、工作原理和使用情况,针对该系统的不足之处进行了改进和完善。提出了使用该系统的基本原则。图2表3(张保钢) CH991038 利用FHT法反演海洋重力/徐卫明(大连舰艇学院海洋测绘系)…∥解放军测绘学院学报。—1998,15(4)。—241～245     

重力辅助导航仿真及适配性分析

重力场辅助导航是抑制惯性导航系统随时间误差累积的有效方法之一。本文引入重力异常可导航值作为描述重力异常背景场的特征之一,并计算了西太平洋海域1'×1'重力异常可导航值。为了分析重力异常背景场的适配性,选取了4条代表性航线并基于ICCP算法进行了仿真,并对仿真结果作了统计分析。统计结果表明,匹配区域的可导航值越大,适配性能越好,其中在可导航值均值大于20的航线上,匹配成功率大于80%,且匹配精度优于2 nmile。     

我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望

领海是国家主权的重要组成部分,国家空间基准和位置服务应该覆盖陆地和海洋。以2000国家大地坐标系和2000国家重力基准为代表,我国已在陆地建成了较为完善的大地测量基准。然而,现有国家空间基准和重力基准未能有效覆盖海洋,海洋大地测量基准和海洋导航技术已严重滞后于国家社会经济发展新形势和国防战略需求。本文主要论述了我国海洋大地测量基准与海洋导航技术的研究现状,梳理了我国海洋大地测量基准所涉及的关键技术,分析了近期及未来我国自主发展海洋大地测量基准与海洋导航技术的主要方向。     

卫星测高反演海洋重力异常的精度分析

针对卫星测高技术中由于大地水准面取值受各项误差影响导致精度较低的问题,该文联合多源多代卫星测高数据,基于逆Vening-Meinesz公式确定海洋重力异常,进一步对海洋重力异常进行内部和外部检核。结果表明,卫星测高反演的海洋重力异常与EGM2008比较的精度为±7.116mgal;与船测重力异常比较的精度为7.417mgal,这与国际上对测高重力异常与船测重力异常比较精度一致。     

垂线偏差-大地水准面与逆范宁-梅尼兹公式的应用——联合多种卫星测高数据求解全球海平面与海洋重力异常

卫星测高开辟了地球科学研究的新纪元。平均海面高(MSSH)和海洋重力异常是卫星测高在大地测量和地球物理应用领域的重要成果。平均海面高对于建立全球潮汐模型、海平面变化研究以及海洋测深等方面有重要意义。关于海洋重力异常的应用,Sandweel与Smith(1997)已进行了说明。根据卫星测高数据计算垂线偏差(DOV)是恢复重力异常的一个新途径。对利用改进的卫星测高数据进一步提高全球平均海面高和重力异