抗差估计的多波束测深数据内插方法

针对传统多波束测深数据网格化内插方法抗差性不足的问题,该文将抗差估计理论应用于网格化内插方法中。基于不确定度指标建立了距离不确定度联合加权内插模型,在该模型的权函数中引入了等价权,同时给出了等价权设计方案及迭代初值确定原则,以增强模型的抗差性;介绍了一种节点邻域参考点合理选取方法,给出了改进内插法实现的基本步骤,最后通过实测数据对反距离加权法、联合加权法及改进方法内插水深质量进行比较。结果表明,改进方法内插结果要优于另外两种方法,可应用于多波束测深数据网格化处理中。     

水位改正中的基准面空间内插及其误差约束

分析了水位改正中隐含的基准面空间内插形式,理论推导了基准面空间内插的数学描述,表明水位改正中隐含的基准面空间内插方式与潮汐比较参数的内插方式相一致,基准面空间内插误差为基准面相对平均海面的垂直差距的空间内插误差。仿真实验对此进行了验证。现阶段减弱与控制该误差的最可行手段是,由L值模型仿真不同验潮站空间配置下基准面空间内插误差的空间分布,为验潮站布设设计提供先验信息。而未来建立以平均海面为基本海洋垂直基准的综合海洋垂直基准框架是最有效手段。海洋测量水深数据的处理和计算机存储都应保留以平均海面为基准面的成果,通过垂直基准转换方式可满足多用途需求。     

航空重力向下延拓的最小二乘配置Tikhonov正则化法

基于最小二乘配置法向下延拓航空重力的过程中,由于协方差矩阵严重病态,影响延拓结果的稳定性和精度。针对这一问题,提出了航空重力向下延拓的最小二乘配置Tikhonov正则化法。基于全球协方差函数模型建立航空重力数据与地面重力数据的协方差关系,引入基于广义交叉验证法,选择正则化参数的Tikhonov正则化法改善协方差矩阵的病态性,抑制观测噪声对延拓结果的放大影响。基于EGM2008重力场模型,设计了山区、丘陵和海域3种不同地形区域的航空重力数据向下延拓的仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

利用模拟退火算法反演多波束测量声速剖面

针对多波束测量声速剖面站点布设密度不够而引起的声速剖面代表性误差问题,提出一种利用模拟退火算法反演声速剖面的方法。首先,对测区已有声速剖面序列进行经验正交函数（empirical orthogonal function,EOF）分析,利用声速扰动矩阵和前几阶EOF求得EOF重构系数及其变化范围。其次,采用模拟退火算法对EOF重构系数进行迭代优化,以多波束测得的海底地形畸变量大小为依据构建目标函数,并设定合理的退火控制参数。最后,得到待反演区域的声速剖面数据。实例分析表明,该方法反演的声速剖面较时间就近原则选取的替代声速剖面更接近真实声速剖面,且利用反演声速剖面改正后的海底地形更接近真实地形,有效削弱了声速剖面代表性误差的影响,显著提高了多波束测量精度及数据处理效率。     

多波束换能器艏线偏移对多波束测深质量的影响

多波束换能器艏线偏移是影响多波束测量精度的因素之一。通过理论分析和实测数据计算，分析了多波束艏线偏移对所探测海咪平面位置和深度的影响，，阐述艏线偏移的校正和改正方法。     

一种利用GPS进行动态载体姿态测量的新方法

提出一种利用GPS进行载体姿态测量的新方法。这种方法利用接收机之间的波程差并结合当地水平坐标系与载体坐标系的转换关系来进行载体姿态的解算,从而避开对整周模糊度的求解,具有较高的计算效率及稳定性。通过仿真分析,证明该算法在理论上是成立的,并且测姿精度优于0.1°。     

逆气压改正对卫星测高数据反演潮汐参数的影响

定量分析了逆气压改正对各主分潮潮汐参数反演的影响。结果表明,逆气压改正对Sa的反演结果影响最大,在Sa的实际振幅中,气压变化的平均贡献比率为42%,气压变化使Sa的迟角减小了约27°,而对其他主分潮的影响可忽略不计。建议在应用卫星测高数据时,不加逆气压改正,但在数据处理时,需加Sa分潮的改正。     

利用相关逼近法建立定位与姿态数据的同步模型

根据海道测量精密测量的需求,对姿态与定位数据融合的同步方法进行了研究。通过GPS大地高数据和升沉数据,建立了一种基于相关逼近原理的定位与姿态数据同步模型。该模型能够确定定位与姿态数据的相对延时,实现两类数据在同一时间基准下的同步。实例计算表明,定位与姿态数据的相对延迟时间已成为两类数据融合应用中必须考虑的因素。由同步模型解算后,GPS大地高数据与总升沉数据体现了更好的一致性,由此也验证了模型的有效性。     

海道测量定位数据后处理的拟合算法研究

根据海道测量定位数据后处理的要求,对定位数据后处理中的拟合算法进行了研究,提出了一种基于多面函数拟合的后处理方法,并给出了相应的数学模型。实例结果表明,后处理中采用多面函数拟合法处理测线定位数据可提高定位数据的可靠性,拟合精度可将精密动态定位控制在厘米级。上述方法有利于提高海道测量中海上定位成果的质量。     

一种基于空时联合约束的相对定位方法

为了降低机动环境对传感器网络自身定位的影响,提出了一种基于空时联合约束的相对定位(STRP)方法.Monte Carlo仿真表明,相对于STF技术,STRP方法降低了环境对定位的影响,自主导航定位的精度提高了36%.