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最低标准要求,提出了采用窄波束和限制船速的降低测深船移效应影响的有效方法。     

海洋测深波束角效应改正的方向问题研究

提出了顾及方向性的海底倾斜角解算模型。通过不同测线方向的数值仿真,验证了该模型的正确性,表明沿水深梯度方向布设测线可获得最接近于真实的海底倾斜角。     

海洋测深网平差模型的可靠性分析

给出了海洋测深网平差模型在观测值等精度独立条件下的可靠性计算公式,理论分析指出,当检查线数小于3时,模型可靠性不好.对此,提出了一种适用于检查线数小于3的改化模型.并分析了1∶1万比例尺3种水深图幅网结构的可靠性,指出检查线与测深线长度比为10%～15%对确定测深网的可靠性较为合适.     

海洋测深中凸形海底测量数据失真与改正

在海洋测深中,由于回声测深仪波束角效应的影响,对凸形海底的测量会带来较大的失真.在数学意义上推证了波束角效应在凸形海底地形的作用规律与海底地形是否连续可导有关,结合测深仪的测量机制和海底底质对声波反射特点,在物理意义上分析了实际测量中波束角效应的影响为近似"双曲线增伪效应".针对波束角效应改正中出现的定位点错位问题,提出了凸形海底地形波束角效应改正模型的补充原则,能够较好地处理改正后定位点错位的问题.     

智能无人船单波束测深系统在水下地形测量中的应用

阐述智能无人船搭载单波束测深系统在河湖库区水下地形测量中的应用,根据无人船单波束测深原理及水下地形测量技术流程,从测深水域范围确定、测线布设、测深数据处理与分析、水深数据精度检核、水下DEM生成等各个关键技术环节进行研究与分析。以山西省某水库为例,以较完善反映水底地形地貌的前提下,兼顾测量效率和成本,确定最佳技术路线和方案,为从事水下测量作业的工作者提供参考。     

无验潮测深技术中影响测深精度的几种因素及控制方法

论述了RTK结合测深仪实现无验潮测深的原理和方法;对无验潮测深技术中影响水深测量成果精度的几个问题进行了分析探讨,并提出了实用可行的控制方法,减少水深测量过程中的累计误差以提高测量精度。     

海洋测深网系统误差的平差计算

利用一般多项式模型、线性多项式与三角函数多项式结合的模型,将系统误差表示为与时间相关的量,对海洋测深网的系统误差值进行分离。引入半参数模型,将参数值与模型误差进行分离;结合实测的交叉点不符值进行平差计算,使平差后精度进一步提高。     

机载激光测深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。本文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。     

无人船在海洋水下地形测量中的应用和数据处理

水下地形测量是测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点的平面位置和高程,用以绘制水下地形图的测绘工作。通过使用无人船搭载单波束测深仪、多波束测深仪、ADCP声学多普勒流速剖面仪、水质仪等多种数据采集设备进行海洋水下地形测量,可有效解决传统作业方式效率低下,受地形环境等因素限制较大的情况,能够满足传统测量方式难以完成的作业和工期要求。本文结合项目实际,通过无人船在海洋水下地形测量中的应用和数据处理研究,建立了完整的技术流程,得到符合精度要求的海洋水下地形测量成果数据。     

浅析无人船在水下地形测量中的应用

水下地形测量因其局限性大、成本高、作业效率低,常规人工测量方法难以开展。随着测绘技术的发展,无人测绘船被投入水域测量工作。通过将GNSS RTK与声呐测深技术相结合,实现实时定位测量水底底面的高程,测量精度可达到厘米级,能够极大地提高作业效率,减少作业周期及成本。本文首先对无人测量船作业原理和流程进行了简单的介绍,结合应用实例,进一步论述了利用无人船测量水下地形的作业过程和方法。     

利用卫星测高资料反演海底地形研究

论述了利用卫星测高数据反演海底地形的解析算法和统计算法的基本原理和数学模型,在此基础上,基于最小二乘配置理论,提出了统计算法的改进模型。使用新模型在南中国海地区进行了海底地形反演计算,并将反演结果与实际船测水深进行比对,进一步验证改进模型的可靠性和有效性。     

多波束条带测深中的声线跟踪技术

在高精度水下声学定位中,常采用分层等梯度声线跟踪的方法对水下目标进行定位。但当声线入射角度过大时,该方法入射角的迭代解算会出现发散问题。首先,针对该问题产生的原因进行了分析,并在此基础上提出了一种新的入射角迭代方法,新方法采用曲率半径R代替Snell常数p进行迭代。利用500 m水深模拟数据进行了验证,结果表明：在声线入射角较小时（如不大于80°）,新方法和原方法的定位精度相当;在声线入射角度进一步增大时,新方法的定位效果优于原方法。     

多波束测深瞬时姿态误差的改正方法

详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施.将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时延还是尺度引起的姿态误差,再搜索确定时延值或尺度系数,以此参数对受影响的区域进行改正.从实测数据处理结果来看,改正结果较理想.     

船姿分析及其对多波束测量的影响

根据船体操纵性和耐波性理论,结合船姿实验数据,分析了姿态参数的外界受动因素。考虑船姿对多波束测量的影响,结合多波束测量原理,分析了不同姿态对坐标的影响,给出了相应的坐标计算和误差影响数学模型,最后根据姿态测量误差对测深的影响,结合IHO测深规定,计算出了不同姿态测量的精度指标;分析了姿态测量误差对条带拼接的影响,并提出了相应的解决方法。     

精密多波束测深系统位置修正方法研究

在声速剖面或声速函数具备的情况下,多波束条带式测深系统的波束归位计算通常采用曲线跟踪法进行声线改正,虽然保证了归位计算的高精度,但过程复杂繁琐。为此,提出了一种新的归位计算方法--位置修正法。该方法引进了深度、水平位移相对误差以及面积差的概念,在不失精度的情况下,大大简化了归位计算的精度。     

风速风向对SAR浅海水下地形成像影响的仿真研究

基于SAR浅海水下地形成像机理和M4S海面微波成像程序,建立了SAR浅海水下地形成像仿真模型,改进了传统浅海水下地形成像仿真模型的缺陷.通过仿真研究和分析浅海水下地形SAR图像特征实例,对风速风向与浅海水下地形SAR图像特征的关系提出了新的认识.低风速条件下,浅海水下地形SAR海面后向散射强度整体偏暗,高风速下整体偏亮;sAR图像条带亮暗的程度与风速有一定的关系,但不是主要的影响因素.风向对SAR浅海水下地形成像的影响明显,表现为,在逆风和顺风情况下,浅海水下地形SAR海面后向散射强度整体偏亮,SAR图像分别以亮条带和暗条带为主;侧风情况下,整体偏暗,SAR图像条带亮暗相当;最佳探测风向是逆风向.     

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。     

应用重力地质方法反演皇帝海山的海底地形

论述了采用重力地质方法(GGM)反演海底地形的基本原理,并使用该方法计算了皇帝海山南部的海底地形模型,与现有的海深模型和船测海深数据相比,其精度略高于ETOPO2模型。与经典方法相比,GGM方法不需引入先验模型,不必考虑海底的均衡状况,模型简单,易于计算。