一种改进的机载激光测深深度偏差模型

机载激光测深在潮间带获取海底地形应用中具有高效、灵活、经济等优点，但测深精度受海洋水文参数和仪器测量参数影响严重，传统偏差模型因顾及的要素不全面，修正精度不高。因此，采用逐步回归法构建了一种改进的顾及水深、水体含沙量、波束扫描角和传感器高度等参数的深度偏差修正模型。实验结果表明，机载激光测深原始水深经传统偏差模型和改进偏差模型修正后均能满足国际海道测量组织（International Hydrographic Organization，IHO）一等测深标准，且改进模型修正精度优于传统模型修正精度。     

机载激光测深数据处理研究综述

水下地形测量及数据处理是海洋测绘的重要组成部分。近年,机载激光测深技术的快速发展有效减弱了传统声测深在浅水区、海岛礁附近区域等复杂地形作业的难度,是可靠的、高效的新技术手段。本文简要介绍机载激光测深的基本原理与误差来源,在此基础上详细分析机载激光测深数据后处理的关键内容。文末,结合当前机载激光测深技术的研究以及发展现状,就今后的应用前景进行了预测。     

机载激光浅海测深技术的现状和发展

水深测量是海洋测绘的重要内容。传统的船载多波束回声测深方法虽然具有较高的测量精度,但无法进入沿岸浅水区域和海礁密集区域。近年来,机载LiDAR的出现和发展填补了沿海浅水区域水深测量技术的空白,已成为一种快速高效的水深及海底地形探测方法。本文介绍了现有的几种有代表性的机载激光测深系统,给出了机载激光测深数据处理流程,分析了机载激光测深的关键技术,归纳并总结了该技术目前所存在的技术难点和未来的发展趋势。     

机载激光测深技术及其研究进展

水下地形测量是进行海洋科学研究的基础,也是海洋测绘的重要工作内容。近年来,机载激光测深技术的提出与应用有效地弥补了以舰船为载体的传统声学测深方法在近海浅水区作业存在的技术缺陷,也为相关工程问题的解决提供了新的技术手段。详细介绍了机载激光测深技术的基本原理与误差来源,概括与总结了国内外研究机构在系统研制及其有关算法研究方面的进展情况,并在此基础上分析了该技术在近海浅水区域的作业优势与所存在的关键性问题,以供相关研究参考。最后,结合机载激光测深技术目前的研究现状对未来该技术可能的发展方向进行了展望。     

机载海洋激光测深系统的自适应匹配滤波算法

机载海洋激光测深系统发射的激光脉冲经由大气、海气界面和海水的复杂信道传播,信号功率随海水深度的增加呈指数衰减,同时脉冲波形随深度增加发生严重的脉冲展宽与波形失真,此两类传输特性分别限制了最大测量深度与测深精度。为了在确保最大测量深度指标的前提下改进机载海洋激光测深系统的测深精度,首先结合实测水质数据与蒙特卡罗仿真方法,研究不同深度下的回波信号特性,揭示激光信号的传输特性,建立新的激光测深系统参数设计方法,可满足国际上现有机载海洋激光测深系统的指标;然后在系统参数确定的条件下,对不同深度回波信号的波形失真进行仿真,设计了自适应匹配滤波算法以提高测深精度。仿真结果表明,所设计的系统参数及自适应匹配滤波算法可以实现机载测绘性能为白天测深深度50 m、测深精度166 mm,夜晚测深深度70 m、测深精度172 mm。     

海洋测量异常数据的检测

随着现代科学技术的发展和应用,海洋测量领域已先后推出了多种具有高分辨率和高采集率的新技术测量手段,如用于海底地形测量的多波束测深和机载激光测深系统。作为数据后处理软件系统的一个重要组成部分,我们急需寻求一种有效的异常数据探测方法来对采集到的海量数据进行质量检查和控制。与陆地测量相比较,海洋测量具有明显的动态效应,由于海水阻隔的原因,海洋测量不仅受大气的影响,而且受海水运动和海水物理性质的影响,因此     

多波束和机载激光测深位置归算及载体姿态影响研究

我国继研制成功多波束测深系统后,正在着手研制机载激光测深系统。本文根据以上两种测深新技术的特点,全面推导了条带式深度测量位置归算的严密计算公式及其相应的精度估算公式,在推演过程中,充分顾及了海洋测量的动态效应即载体姿态的影响。本文最后还结合我国自行研制的实际系统参数数据,对位置归算改正的量值大小进行了数值计算和精度评定。     

定角圆锥扫描式机载激光测深系统定位模型与精度评价

从定角圆锥扫描式机载激光测深系统激光测距仪内部结构出发,推导了棱镜、大气、海水中激光光线方向矢量方程,结合GPS/INS定位定姿系统,推导出激光脚点在成图坐标系中的定位模型。充分考虑对机载激光测深系统定位精度产生影响的各个因素,通过误差传播定律给出了圆锥扫描式机载激光测深系统的综合精度评价模型。参照国际上应用广泛的相关仪器系统参数、指标,对机载激光测深系统的定位精度进行实际计算,并对定位模型中涉及的主要误差源进行分析和讨论。     

海洋测深网平差的系统误差探测能力

定义了反映海洋测深网系统误差探测能力的系统误差分辨率;构建了系统误差分辨率与测深网结构及测区深度的数学关系.在此基础上,分析了我国海道测量规范要求下的测线系统误差探测能力与图幅及测深指标的关系.建议检/测长度比提高到10%～15%,以增强测深网探测系统误差的能力.最后海区试验表明,适当的检查线数有助于探测更小的系统误差.     

基于海底地貌表示法确定主测深线间隔和测图比例尺

通过对我国海道测量规范和国际海道测量组织S-44标准中主测深线间隔的确定方法进行分析比较,提出一种基于海底地貌复杂程度的分类方法与海区水深的结合的情况下确定主测深线间隔和测图比例尺的方法.     

海洋测量学

CH950755海域测量布设GPS控制网的一点体会/赵石麟,江孙仁∥北京测绘/《北京测绘》编辑部.—1994,(3).—29～31 海洋测绘全球定位系统一应用 GPS网(自) CH950756GPS在海道控制测量中的应用分析/黄永军(天津海上安全监督局)∥海洋测绘/海军司令部航海保证部.—1994,(3).—14～17 图3表2参3     

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。     

黄海、东海区域漫衰减系数光谱遥感反演及激光测深性能评估

本文在总结和比较中国现有黄海、东海海域漫衰减系数反演算法的基础上,利用水色测量数据分析得到漫衰减系数Kd(532)与Kd(490)之间的关系,为激光测深系统(以CZMIL为例)的性能评估提供了基础。利用MODIS二级数据产品评估了中国黄海、东海海域在CZMIL海道测量模式下最大可测水深的空间分布。研究结果表明CZMIL在黄海、东海海域可测水深基本在0—50 m,该区域的面积占研究区域面积的比例为76.2%,为浅海海域开展激光测深作业提供了测深能力评估的依据和方法。     

海洋测量学

口皿佣324叨机载激光测深中的波浪改正技术=Wavecorre比on inA扮b~Laser Hydrography/黄漠涛,翟国君,欧阳永忠,陆秀平(天津海洋测绘研究所)//武汉大学学报·信息科学版一2003,28(4)一389一392 基于我国新研制的机载激光测深系统基本配置,提出了3种可供选择的波浪改正计算方案(也称为深度值归算方案),具体分析了3种方案的适用条件和应用范围,从理论上对3种改正模型的计算精度作了估算。图1参l3(2),一1一4 介绍了合成孔径声纳SAS和干涉合成孔径声纳IN-SAS的基本成像原理、用途以及SAS的自动聚焦算法和INSAS的配准、解缠,说明了它们相…     

激光在天空对地观测中的应用

1960年7月世界上第一台激光器问世后，激光测距迅速兴起，不管是地面激光测距，还是激光测卫和激光测月，都为大地测量学的发展作出了重大贡献；特别是激光测卫测月成果，为我们深化对地球动态效应的认识，揭示地球的奥秘，提供了许多重要的科学数据，本文综析了值得注视的下列新近发展。.在IGEX-98国际大联测中，求定GLONASS卫星的激光轨道与微波轨道之差；.评定PRN05/06号GPS卫星星历的精度；.检核Topex/Poseidon海洋测高卫星用GPS定轨的测量误差，.用机载激光测深系统测量海水的浓度；.用EOS-ALT星载激光测距/测高系统测量地球动态参数。     

船载水陆一体化综合测量系统研究进展

海岛、海岸带等水陆结合部一直是开展海洋测绘的困难区域。近年出现的机载激光测深技术尽管可应用于海岸带、海岛礁等区域的测量，但由于受限因素较多，未能实现我国大部分水陆地形的无缝拼接工作。船载水陆一体化综合测量技术通过多进程网络技术集成三维激光测距、多波束测深、定位定姿等技术，弥补了传统测量方式低效率、高成本、获取水陆高密度的三维空间地理信息困难等不足，作为新兴的海洋空间探测技术优势明显。本文概述了目前国内外船载水陆一体化综合测量系统的最新研究进展，并对系统组成及原理进行了介绍，同时总结了系统的数据采集、处理流程中的关键环节及存在的问题，最后展望了其未来的发展趋势。     

六、P24 测量仪器

CH991327 EM950多波束测深系统及其在海底光缆路由调查中的应用/周兴华(国家海洋局第一海洋研究所)…∥海洋测绘。—1998(3)。—29～33 多波束测深系统以条带测量的方式,可对海底地形和地貌做全覆盖、无遗漏的测量,为目前世界上进行海底测绘的最先进的大型组合设备。我国已首次将多波束技术运用到工程项目的勘测中,将该系统用于亚欧光缆的路由调查,完成测线7000多公里。图2参5 CH991328 双频测深仪的终端实现/崔海英(无锡海鹰加科电子设备有限公司)∥海洋测绘。—1998(3)。—34～41     

机载激光测量技术在大区域工程应用中的坐标转换问题

机载激光测量技术代表了对地观测领域的一个新的发展方向。以向家坝、溪洛渡水电站通道走廊规划工程为例,介绍机载激光技术的一些应用情况,重点讨论机载激光测量技术在大区域工程实际应用中所遇到的坐标转换问题,特别是高程问题,提出可行的解决方案,为机载激光测量技术在国内的推广应用提供参考。     

四、P229 海洋测量学

CH20021361 多波束与单波束测深数据的融合处理技术/黄谟涛(天津海洋测绘研究所)…∥测绘学报.—2001,30(4).—299～303 分析和总结了多波束海洋测深主要误差源,提出了通过相邻条带测深数据融合处理进行多波束测深系统偏差补偿方法,并提出以单波束测深数据作为控制,进一步提高多波束测深整体测量精度的数据处理方案;讨论了数据融合处理中数值解算的可行性和稳定性问题,相应提出了两步平差方法。以我国自行研制的条带测深系统实测数据验证了上述方法的有效性和可靠性。     

机载激光测探系统测深误差源的研究

机载激光测深系统将成为２１世纪精细测绘海底地形和探测水下目标的高新技术设备。本论述了影响机载激光测深精度的附设误差和海水深度的测量误差两大误差源。