海洋测深波束角效应改正的海底倾斜角求解差分算法

在海底地形测量中，由于波束角效应导致探测的海底地形存在失真。为提高海底地形的测量精度，应消除或减弱波束角效应影响。而对未知海底的倾斜角求解问题是解决波束角效应的难点之一。为此，针对单波束测量提出了一种实用的海底倾斜角差分算法。实例计算表明，差分算法更为有效、合理，适合于计算机处理。     

数学测深仪的波束角效应仿真系统的设计与实现

本文为形象地展示波束角效应的作用原理及其对测深的影响,基于回声测深仪测深原理,利用Matlab语言设计与实现了波束角效应仿真系统.利用设计的三维数学测深仪,能够仿真多种海面环境下的水深测量,深化对测深理论的研究.     

水下地形测量误差分析及对策

水下地形测量的精度主要来自平面精度和水深测量精度,本文分析回声测深仪测深误差来源主要为声速改正、时间测定、波束角影响引起的水深测量误差,深度基准面确定、潮位站水尺零点的测定、潮位观测、潮位改正引起的水面高程传递误差及测量船身摇摆引起的测深误差;差分GPS平面定位、系统延时、船体摇摆引起的定位误差,并提出克服对策。     

水下地形测量误差分析及对策

水下地形测量的精度主要来自平面精度和水深测量精度，本文分析回声测深仪测深误差来源主要为声速改正、时间测定、波束角影响引起的水深测量误差，深度基准面确定、潮位站水尺零点的测定、潮位观测、潮位改正引起的水面高程传递误差及测量船身摇摆引起的测深误差；差分GPS平面定位、系统延时、船体摇摆引起的定位误差，并提出克服对策。     

机载LiDAR测深中海底地形坡度的影响及改正EI北大核心CSCD

机载LiDAR测深ALB(Airborne LiDAR Bathymetry)是测量沿海地区地形图和水深图的最有效的技术之一,其通常是利用ALB海面和海底反射回波的峰值位置来计算水深值。然而,当绿色(532 nm)激光光束到达海底时,光斑范围内的具有坡度的海底地形会导致海底反射回波波形展宽、峰值位置偏移等现象,从而产生海底位置的不确定性,进而直接影响海底地形测量的准确性。为了减小这种影响,本文提出了一种机载LiDAR测深的海底地形坡度影响改正方法。通过考虑ALB激光光斑内海底地形的连续性,基于ALB激光光斑范围内局部地形参数模型FTPM(Footprint-scale Topography Parameters Model)构建ALB海底反射回波模型,通过定量分析不同水深、不同海底地形坡度所引起的海底反射回波峰值位置变化,以确定海底地形坡度对ALB测深的影响规律,进而构建ALB测深误差方程针对性地改正海底地形坡度引起的测深误差。本文采用中国南海甘泉岛附近海域所测ALB和多波束测深数据对所提方法进行了验证。结果表明,海底地形坡度影响改正后,平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)和中误差RMSE(Root Mean Square Error)分别减小到9.4 cm和12.3 cm,较改正前分别降低了35.6%和33.5%,对ALB测深数据处理具有参考意义。     

海洋测深空间结构及其数据处理

高精度海洋测深是21世纪海洋测量发展的 主要方向之一,本文系统地提出了高精度海洋测 深的空间结构及其数据处理理论与方法.主要内 容是: 基于陆地及海洋测量的界面测量模式,给出 了海洋测深基本空间结构及3种深度场的转换 公式. 讨论了瞬时测深的空间结构及基本原理,探 讨了瞬时测深的各项改正及数据处理方法.对测 深仪波束角效应,提出了一套改正方法.对定位 与测量的延时效应进行了分析,提出了探测和改 正系统性延时效应的方法.对定位中心与测深中 心的偏移效应进行了讨论,分析了在测船纵、横 及首尾摇情况下的偏移效应及改正方法.探讨了 波浪对测深的影响,提出了消除或减弱这些影响 的方法.讨论了船速对测深影响的直接效应和间 接效应.讨论了瞬时水深值的数字化选取技术. 对影响瞬时测深值的各种效应进行了综合分析 讨论.     

海底地形测量技术现状及发展趋势

简要回顾了海底地形测量技术的发展历史;详细介绍了船基声呐、机载激光、海岸带一体化测量海底地形技术及3种反演海底地形技术,呈现了海底地形的立体、高效、高精度、高分辨率获取现状。并展望了海底地形测量发展趋势,认为研制超宽覆盖、高精度、高分辨率、轻便型多波束测深系统和研究声速影响改正模型、测深数据滤波方法及海底地形表达是未来声呐测深领域的核心工作,无人船测量将会成为一种重要的作业模式,机载激光雷达测深、基于声呐图像的海底地形恢复及深拖测量发展潜力巨大。     

海洋测深中的船移效应研究

海洋测深大多是在移动的测量船上进行的,测量船的移动则不可避免地产生船移效应,因而船移效应是影响海洋测深精度的因素之一.在系统推证海洋测深中的船移效应模型基础上,对几种典型船速、水深、海底坡度和波束角情形下的船移效应进行了数值计算,研究了船移效应的影响规律和量级,揭示了船移效应的非对称性影响.根据海洋测深的IHO最低标准...     

利用FFT技术计算地形改正和间接效应

给出了计算局部地形改正和间接效应的改进公式及其谱计算式;确定了地形改正和间接效应级数展开计算式的可选次项和最佳积分半径;论证了计算地形改正需要进一步提高地形高数据分辨率和计算间接效应可以降低对地形高数据分辨率和精度要求的依据;讨论了精细积分面积元对计算地形改正的作用.     

一种多波束声速剖面反演与海底地形校正技术

为了解决在多波束测深中声速剖面代表性误差会造成平坦海底地形凹凸变形的问题,提出了一种基于海底观测值的声速剖面反演与海底地形改正技术。该技术利用波束入射角以及单程回波时间信息,建立波束位移与误差声剖的函数关系,采用间接平差与LM（Levenberg-Marquardt）法反演得到与实际声速剖面相近的改正声速剖面,从而达到校正海底畸变地形的目的。海上实验数据验证表明:与含有误差的海上声剖值相比,反演改正后的声剖值更接近海上实际声剖值;水深改正的相对标准差降低50%以上,有效地削弱了畸变海底地形的影响。