多波束换能器安装偏差对海底地形测量的影响

针对多波束测深系统换能器安装过程中存在角度偏差问题,给出了换能器安装偏差的相关定义,建立了换能器横向、纵向及艏向安装偏差影响模型,阐述了各项安装偏差对海底地形测量的影响机理,结合算例,研究了各波束点水深误差与位置误差随波束指向角的变化规律及影响量级,进一步给出了部分代表性波束点水深偏差及位置偏差随安装偏差角的变化规律及影响量级,最后分析了各安装偏差间的相关性,以期为换能器安装偏差校正及测深数据质量控制提供一定的参考。     

平面拟合法校正多波束换能器横向安装偏差

针对多波束测深系统换能器横向安装偏差校正不完善的问题,提出了一种以近似平面估算换能器横向安装偏差的方法。分析了横向安装偏差对海底地形测量的影响,采用选权迭代的方式对子区平坦海底进行平面拟合,以平面拟合系数求解模型作为计算平面方程的推值模型,利用两近似平面夹角确定换能器横向安装偏差,将计算结果带入CARIS软件船配置文件中,完成对换能器横向安装偏差的二次校正。实验结果表明,该法能有效探测换能器横向安装偏差,且经二次校正后的主检测线交叉区域水深值具有较好一致性,满足海道测量规范要求。     

BP神经网络在构建声速场中的应用研究

利用BP神经网络,探讨建立某测深区域三维声速场的数学模型,实现了声速剖面的拟合与预测,声速剖面误差为厘米级,此外分析计算证明声速剖面误差带给单波束测深的影响满足测量精度要求,在波束角小于70°时多波束测深的精度也能够达到测量精度的要求。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性,本文阐述了声对多波束水深测量的影响机理,并通过对南海ＳＡ１２试验区采集的声速资料的分析,以ＳｅａＢｅａｍ２１００多波束测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

印度洋某测区多波束测量声速改正分析

海水声速是影响多波束测深精度的主要因素之一,声速改正方法是否正确直接关系测量结果的精度和可靠性。为保证多波束测深精度,除需具备符合精度要求的多波束系统及其外围设备外,在测量过程中还必须保证各项校正和改正的精度,而在各项校正和改正过程中最难以控制精度的因素便是声速改正。因此,应在测量前充分了解测区的声速变化情况,掌握海区声速变化特征,确定合理的声速剖面测量间隔和布设方位。文中阐述了海水声速特性,分析了印度洋某测区温度、盐度、声速变化规律,对多波束测深进行了正确的声速改正。     

多波束测量边缘波束测深精度分析与评估

根据多波束测深系统边缘波束采集的异常数据云图,判别分析多波束测深系统的各误差源对边缘波束测深的影响,从理论上探讨声线折射所引起的测深误差与边缘波束角之间的关系,通过多波束测深工程实例的精度验证,结果表明:换能器安装的牢固程度和校准精度、测船定位和姿态改正与测深的时间同步性,对边缘波束的测深精度影响较大;声线剖面误差使得中央波束和边缘波束的测深偏浅或偏深,各波束的测深误差曲线呈现"哭脸"状或"笑脸"状,但对于各波束测深的综合精度,中央波束精度相对较高,两侧边缘波束精度相对较低。     

顾及风流压差的艏摇偏差校准方法

多波束艏摇偏差校准是多波束校准的主要内容之一。针对目前多波束艏摇偏差参数不同航次校准其结果相差很大的问题,分析得出了风流压差是产生此差值的主要原因。为此在两种计算风流压差基础上,提出了计算艏摇偏差的改进算法,并利用实测数据进行了验证。验证结果表明：改进方法能够有效地计算出多波束的艏摇偏差,提高了多波束艏摇校准精度。     

多波束水深测量误差源分析与成果质量评定

结合多波束测深系统在海洋水深测量实际生产中的应用,分析了受复杂海洋动态环境以及仪器自身原因等内外部因素影响易产生的各种粗差和系统性偏差,探讨了适用于多波束测深系统获取的水深测量成果的质量控制和检验指标,制定了涵盖多波束测深数据采集、处理、成果制作、验收等全过程的质量检验方案。     

多波束测深及影响精度的主要因素

通过多波束测深的基本原理、参数校正和数据改正方法的讨论,阐述了保证多波束测深精度的主要校改正方法,并在模型分析的基础上,探讨了声速剖面的结构及其时空变化对多波束测深精度的影响,指出了三个特征海区声速结构的分布特点,并提出了抑制三海区声速改正误差的可能方法及控制多波束测量中声速改正精度的措施     

机载激光测深精度外部检核方法

给出了单波束测深的原理,分析了单波束观测数据预处理模型,提出了采用单波束测深成果检核机载激光数据质量的技术方法,并以我国自行研制的机载激光测深系统为例,给出了该系统在某海区试验数据的外部检核结果.针对两种测深手段之间明显存在系统性偏差的问题,提出了以单波束测深成果为控制,对机载激光测深数据系统偏差进行校正和补偿的处理方...     

一体化姿态传感器支持下多波束测深系统偏差处理

根据一体化姿态传感器的特点和多波束水深点计算的实际需要,重点讨论了多波束探头安装偏差的处理,提出了把综合偏差输入姿态传感器,利用其偏差校准处理功能,实现多波束探头坐标系的横摇、纵摇和航向的直接输出,简化数据处理提高作业效率的设想;给出了姿态传感器安装偏差与多波束探头安装偏差进行合并获得综合偏差的方法。     

基于多波束数据的港珠澳大桥隧道基础检测分析

介绍了港珠澳大桥沉管隧道碎石基础结构测量控制内容,针对沉管隧道水下标高测量精度高的特点,通过对多波束测深数据的对比分析,验证了测深数据的精度及可靠性。并基于多波束数据量大、相对精度高的优点,提出特制单波束数据与多波束数据相结合的水下标高点面控制法和深水深槽结构物尺寸图上测量法,实现了沉管隧道碎石基础质量全面控制,并为管节安装快速决策提供依据。     

顾及波束重叠的多波束横向分辨率估计模型

针对当前多波束分辨率模型未考虑波束横向覆盖的重叠,导致横向分辨率估计不准确的问题,提出了一种顾及波束重叠的多波束横向分辨率估计模型。结合多波束等角与等距模式的工作原理,分析了两种模式下测深空间的几何关系,在顾及波束重叠影响基础上推导了两种模式的多波束横向分辨率计算公式。结合算例,研究了不同水深下横向分辨率随波束入射角的变化规律及量级大小。最后从分辨率角度分析了两种模式的优缺点,为多波束测量技术设计及系统技术性能的评估提供参考。     

基于严密波束归位模型的多波束测深点不确定度改进方法

利用不确定度可有效对多波束测深成果质量进行评估,针对现有不确定度计算模型因近似或简化导致一定误差的问题,本文提出一种基于严密波束归位模型的多波束测深点不确定度改进方法。首先分析了多波束测深过程中的各项误差源,基于误差传播定律与严密波束归位模型,详细推导了各误差源在波束归位各阶段的误差传播情况,最终得出了多波束测深成果不确定度的计算模型。文中利用实测数据计算了每个测深点的不确定度,绘制了单Ping扇面及条带的不确定度分布图,有利于直观、全面地了解所有测深点的误差变化趋势;计算结果与常用HGM不确定度模型进行了对比,表明本文方法更具合理性,对多波束测深成果的质量评估具有一定的参考价值。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性。声速校正为多波束测深系统提供了正确的声速剖面,根据声速剖面垂向上的变化规律,对原始声速数据进行科学采点,运用软件方法或实验方法对声速剖面进行编辑获得声速数据,最终取得合理可靠的水深值。这里对南海SA12试验区采集的声速资料进行了分析,以SeaBeam2100多波速测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

多波束测深数据中系统偏差改正方法研究——以 2003 年 SeaBat900X 东海调查数据为例

多波束测量过程中,受到多种因素的影响,不可避免地存在各种误差,其中系统某个部件出现故障也不少见,如换能器、行波管、大功率微波开关或表层声速仪等器件功能不正常,引起多波束每 ping (一个发射接收周期） 数据中部分固定波束号的测深结果发生系统性偏移,以 2003 年东海调查 SeaBat900X 数据为例,其在垂直航向正投影平面上出现类似“W”字型的系统误差。本文基于该批次数据,系统分析了该类型系统偏差成因及外观表现,针对性提出基于等均值-方差拟合模型的改正方法,首先对异常区域和正常区域分别拟合地形趋势线,统计其均值和方差;然后以正常区域为基准,对异常区域内数据进行压缩和移动;最后通过面积差法,对数据中存在的折射残差进行消除,从而有效去除“W”型残差。文中实测数据验证了本文算法的有效性和可行性,对多波束其他类型的测深系统偏差处理具有一定的参考意义。     

海洋内波对多波束测深的影响

分析了内波对多波束测深精度影响的两种机理,并指出测线方向与内波传播方向的夹角不同,多波束测深受到影响的程度也不相同。通过对实测数据的分析,获得了内波的规模、波长、运动方向等基本特征,以及初步了解了内波对多波束测深、调查船航迹线、船速等方面产生的影响。该研究结果可以用于指导野外多波束测量遇到内波时的应对措施,以及利用多波束测深系统对内波进行进一步的研究。     

顾及水深的单波束测深系统误差改正方法

为解决单波束测深系统利用单一延迟值改正往返断面位移精度低的问题,在分析单波束测深系统误差产生原理基础上,得出往返断面位移是由系统延迟引起的固定差和换能器偏角引起的与深度相关比例误差共同作用的结果,通过建立水深与往返断面位移之间的数学模型,证实水深与断面位移具有极高相关性.利用求取单波束系统延迟及换能器偏角参数,对同一测...