HY1621多波束测深仪的性能分析

基于HY1621多波束测深仪的多次研制试验,利用不同水域的测试数据,重点分析了HY1621多波束测深仪的测深稳定性、边缘波束稳定性以及测量精度。通过对比分析HY1621和T50-P多波束对新安江水库区域的水下地形扫测成果,以及对HY1621多波束在长江三峡库区的水下地形扫测成果所做的分析,验证了HY1621是一款达到预期性能设计指标的多波束测深仪。     

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。     

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。     

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。     

深中通道碎石基础整平多波束测量技术

为解决沉管隧道及相关水下大型结构物施工对测深精度远高于传统水深测量规范的相关要求问题,以深中通道碎石基础整平限差要求±40 mm为例,分析了多波束测深系统的误差来源及理论测深精度,提出了削弱各误差项的方法,并结合实际工程进行了验证。通过对多次管节碎石基础的扫测结果表明,采用该套经优化处理的多波束测深系统能够满足该项目的高精度要求,提出的若干方法可为后续相关对测深精度要求较高的水下工程项目提供参考。     

基于CORS-RTK无验潮的海岸带水下地形测量精度分析

为了探究连续运行参考站网的实时动态相对定位(continuously operating reference stations-real time kinematic,CORS-RTK)无验潮技术在海岸带水下地形测量精度问题,以单波束测深数据为例,通过对比分析主测线与检查线交叉点误差以及有验潮和无验潮重合点误差两种方式,对基于CORS-RTK无验潮的海岸带水下地形测量数据精度进行分析。结果表明,CORS-RTK无验潮水下地形测量技术获取的测深点数据不符值比例为2.82%,说明CORS-RTK无验潮水下地形测量具有较高的可靠性;无验潮与验潮站相比,高程互差波动在-0.12~0.32m之间,平均值为0.11m,且偏差在0.2m以内的测深点占总样本的93.40%,说明有验潮与无验潮两种水下地形测量结果具有较好的一致性,可为CORS-RTK无验潮技术在海岸带水下地形测量中的广泛应用提供参考。     

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。     

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。     

海底微地貌测量系统

研制的IOA-1高分辨率测深侧扫声纳(HRBSSS)，为了解决现有测深侧扫声纳(BSSS)在其正下方附近的测深精度差以及不能检测从不同方向同时到达的回波，难以在复杂地形上工作的缺陷。把高分辨率波束形成技术，即高分辨率到达方向(DOA)技术应用于测深侧扫声纳(IOA-1 HRBSSS)的研制，使声纳能克服多途效应，并能在复杂海底上工作。在深水湖进行了长时间的试验，试验表明以上理论和设计是正确的，在国际上首次研制成功了高分辨率测深侧扫声纳实用样机。     

用廻声测深仪在黄河口滨海区测深的几点建议

黄河三角洲水下地形测量中，由于作业环境复杂，影响测深仪测深精度的因素很多。为了提高测深仪的测深精度，本文提出了五种较为合理的意见。其中着重论述了静水比测和换能器动态吃水的测定立法两个方面，在论述这两方面时提出了新的实验方法。     

可变角度换能器在海底沉积物声学原位测量应用的探讨

海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。     

特定环境下水下地形和碍航物的复合探测

对水下地形、碍航物的搜寻方式已由过去的单一设备探测向多种设备复合探测转变。介绍了多种复合探测的基本方法和特点。通过沉船、飞机残骸和航道扫测实例,证明复合探测可大幅度增强水下地形测量结论和水下失落物搜寻判别的真实性、可靠性,同时缩短了搜寻时问,提高了工作效率。     

Crucial physical characteristics of sea ice in the Arctic section of 143°-180°W during August and early September 2008

潮流是水下地形SAR成像的决定性因素之一,潮流的周期性变化使水下地形SAR成像与潮流场有密切的关系,同一水下地形不同时刻SAR影像不同。以台湾浅滩为例,基于5景不同时相的ERS-2 SAR影像和台湾浅滩实测水深数据,开展了水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析。为了排除SAR影像自身成像质量对研究的影响,首先对5景SAR影像的成像质量进行评价,然后通过潮汐潮流数值计算确定SAR成像时刻的潮流场以及基于QuikScat散射计数据确定SAR成像时刻的海面风向。在上述基础上开展了SAR影像后向散射系数与实测水深的相关性分析,总结出水下地形SAR成像与潮流场的关系,结果表明,潮流场与水下地形SAR成像密切相关,当潮流流向与水下地形梯度方向一致或接近时,水下地形SAR成像效果最佳;对于同一水下地形,流向相反的两种潮流对应的SAR影像后向散射系数恰好相反,即SAR影像中的明暗条纹不同。相对于潮流流向的顺流与逆流风向的不同对水下地形SAR成像无影响。     

水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析示例

潮流是水下地形SAR成像的决定性因素之一,潮流的周期性变化使水下地形SAR成像与潮流场有密切的关系,同一水下地形不同时刻SAR影像不同。以台湾浅滩为例,基于5景不同时相的ERS-2 SAR影像和台湾浅滩实测水深数据,开展了水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析。为了排除SAR影像自身成像质量对研究的影响,首先对5景SAR影像的成像质量进行评价,然后通过潮汐潮流数值计算确定SAR成像时刻的潮流场以及基于QuikScat散射计数据确定SAR成像时刻的海面风向。在上述基础上开展了SAR影像后向散射系数与实测水深的相关性分析,总结出水下地形SAR成像与潮流场的关系,结果表明,潮流场与水下地形SAR成像密切相关,当潮流流向与水下地形梯度方向一致或接近时,水下地形SAR成像效果最佳;对于同一水下地形,流向相反的两种潮流对应的SAR影像后向散射系数恰好相反,即SAR影像中的明暗条纹不同。相对于潮流流向的顺流与逆流风向的不同对水下地形SAR成像无影响。     

基于三维声纳点云的水下沉井地形探测技术

为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法。首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽稀法、基于欧式距离的区域自生长算法的点云去噪方法和基于K-means++聚类算法的沉井水下地形分割方法等组成的水下地形点云处理方法,实现了基于声纳点云的地形点云快速获取及水下地形恢复。实验结果表明,该方法可有效用于沉井水下地形探测。     

海底地形格网数据精度指标要求分析

海底地形不易进行实地探测及核实,海底地形格网数据产品精度指标的确定不具备实地核实的条件,为了确定海底地形格网数据精度指标,通过大量的数据实验,分析得出单位面积内,一定比例的极值水深差值的平均值与海底地形之间有一定的线性关系,从而提出了通过单位面积水深插值来划分海底地形的一种量化方式,并依据实验数据,分析误差规律,给出了海底地形格网数据中误差的精度指标及方法。     

Underwater topography detection of Shuangzi Reefs with SAR images acquired in different time

1 IntroductionSynthetic aperture radar (SAR) is one of theadvanced microwave remote sensors of environmentand resource. It can observe targets in all weathersand all day and night in a multi-band, multi-polari-zation and multi-look angle mode. SAR has bee…     

波束角偏差对多波束测量的影响及校正

波束角偏差是影响多波束系统测量精度的因素之一,严重时导致测量的海底地形成凸凹形状的伪地形。论述了波束角偏差产生的原因以及对多波束系统测量精度的影响,介绍了借用EM系列多波束系统配置的横向参数校准软件对波束角偏差进行校正的方法,经实际应用,该方法很好地校正了波束角偏差,提高了测量数据的精度。     

A detection model of underwater topography with a series of SAR images acquired at different time

underwater topography is one of oceanic features detected by Synthetic Aperture Radar. Underwater topography SAR imaging mechanism shows that tidal current is the important factor for underwater topography SAR imaging. Thus under the same wind field condition, SAR images for the same area acquired at different time include different information of the underwater topography. To utilize synchronously SAR images acquired at different time for the underwater topography SAR detection and improve the precision of detection, based on the detection model of underwater topography with single SAR image and the periodicity of tidal current, a detection model of underwater topography with a series of SAR images acquired at different time is developed by combing with tide and tidal current numerical simulation. To testify the feasibility of the presented model, Taiwan Shoal located at the south outlet of Taiwan Strait is selected as study area and three SAR images are used in the underwater topography detection. The detection results are compared with the field observation data of water depth carried out by R/V Dongfanghong 2, and the errors of the detection are compared with those of the single SAR image. All comparisons show that the detection model presented in the paper improves the precision of underwater topography SAR detection, and the presented model is feasible.     

基于多波束测深系统的水下成像技术

为实现多波束测深系统的一体化探测功能,研究分析了利用快拍法进行多波束水下成像的基本原理,并考虑实际中的水声环境和多波束测深系统自身的复杂性,对用于成像的位置数据和散射强度数据进行了修正,湖上试验数据的处理结果表明了该方法对水中目标的探测能力,验证了其工程应用的可行性。