基于最小二乘的多站水位改正技术

在两个以上水位站参与水位控制的水深测量中,需要运用多站水位改正技术。介绍了用于设计多站水位改正的最小二乘拟合法和计算方法,并运用定点水位比对和水深改正比较的方法对多站水位改正软件进行了验证,评估了软件的计算精度和实用价值,最后提出了加以推广应用的结论。     

时差法水位改正的精度评估方法研究

为实现对时差法水位改正结果的精度评估,根据协方差传播律,推导了时差法水位改正的误差方程,讨论了评估潮时差确定精度的方法,并通过数据试验对结果进行了验证。试验结果表明,最小二乘拟合法比相关系数法更能满足时差法水位改正精度评估对潮时差的要求;根据《海道测量规范》要求,试验海域潮时差中误差的限差为6.2min,验潮站网潮时差闭合差中误差的限差为1.0min;水位改正方差反映出了水位改正结果的合理性,可用以评估水位改正精度。     

一种简易的水位改正方法

本文介绍一种简易的水位改正方法，减少了传统的水位改正方法中的计算工作量，可提高工效５０×１０－２；其精度相当于传统的逐点计算水位改正方法的精度。     

基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法研究

本文研究并提出了一种基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法。该方法通过对数值模拟的天文潮位进行改正,结合残差改正获得特定站的潮位数据。结合实际资料,将基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法与传统的水位改正方法(时差法和最小二乘潮位拟合法)进行了比较,新方法改正的精度明显高于传统方法,显示其在地形变化较为复杂海域进行水位改正的可行性与独特优势。该方法可以在海洋测绘中减少短期验潮站的布设,用于潮位序列缺失的修补。     

最小二乘水位拟合法的应用优化设置

基于最小二乘水位拟合模型参数的时变性及其规律,分析指出模型参数求解的最佳同步时长与潮汐类型相关,按半日潮、混合潮、全日潮类型应分别取略大于6h、10h、12h。分析了参数在一定精度下能延续使用的时长,即参数的时效性问题,统计分析表明:在保证精度的前提下,模型参数可延续使用同步时长的约一半,可显著提高运行效率。     

海道测量水位改正通用模式研究

为满足海道测量作业发展实际需求,进行了海道测量水位改正通用模式研究.在单波束测深逐点逐时分区改正基础上提出了适于单、多波束测深的海量数据虚拟单验潮站改正模式,基于时差法、最小二乘拟合法数学模型以及海洋潮汐数值预报模型,研制了适于沿岸、近海水深测量的水位改正软件.     

近海区域多波束水深测量的水位改正方法

阐述了近海区域由监测验潮站实测潮位和天文预报潮位,以及模拟站的天文预报潮位获得模拟站接近实测的水位改正资料的理论和方法,在Caris Hips软件中得到成功应用,并在主检比对中获得满意的效果,资料满足《海道测量规范》要求。     

渤海海峡及附近水域水位控制的组织与实施

针对渤海海峡及附近水域开展的检查测量与航路扫海测量面临的现实困难,综合运用多种技术方法实施了水位控制:采用多站分区的最小二乘拟合法和基于潮汐模型与余水位监控法等两套水位控制方案以降低作业风险;采用虚拟站技术实现海上定点站的水位推算以提高作业效率。并对技术方案设计至水位改正数计算中的每个关键步骤都进行严密的论证分析,评估对应的量化精度指标,体现了全过程质量控制的思想。评估结果表明,水位控制的精度满足规范与行业标准的要求,达到了方案设计的目标。     

基于潮汐模型与余水位监控法的海图测量水位改正及应用

面对近年海图测量逐渐由近海向外延伸的发展现状,其对水位改正的要求越来越高,水位改正是海图测量中的一个尤为重要的技术环节,对保证测量精度起着极其重要作用。实际测量作业中,在一些潮汐性质变化复杂的海域,采用传统水位改正方法面临设站数量多、难度大、易丢失、精度难保证等难点。针对测区潮波分布的复杂性与特殊性,基于POM模式,采用"混合"同化法同化由T/P卫星测高数据反演的沿迹潮汐参数构建了高分辨率高精度的潮汐模型,利用余水位的空间相关性,称之为基于潮汐模型与余水位监控的水位改正法。通过海图测量实例中基于潮汐模型与余水位监控法的应用,对测量成果精度进行了分析和验证,为海图测量在水位改正方法的选择提供了技术支持,进而对保证测量精度有着重要的现实意义。     

基于NCEP数据进行高度计湿对流层校正的探讨

为达到高度计几厘米测高精度,湿对流层校正范围为3~45 cm,精确计算湿对流层校正是至关重要的。本文利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)数据,采用模型法计算高度计湿对流层校正。计算结果与无线电探空仪计算结果比较,偏差为0.01 cm,均方根为2 cm;与Jason-1模型法湿对流层校正产品比较,偏差为0.2 cm,均方根为1.4 cm。因此,利用NCEP数据计算高度计湿对流层校正精度较高,能够满足高度计大气湿对流层校正精度要求。为高度计大气湿对流层校正的计算提供1种新方法。     

一种基于轨道检测高动态GNSS定位精度的方法

基于高速高精度轨道平台,采用成熟非卫星定位测量手段作为其真值,提出了一种检测高精度、高动态GNSS定位测量结果的技术方法。重点研究了高速轨道平台基准的建立,坐标基准、时间基准统一等问题。通过对GNSS数据进行分析,采用两种不同解算软件对定位结果进行验证,为高精度、高动态GNSS设备的使用提供了依据。试验结果表明,多路径效应与速度变化相关性不强,周跳、信噪比受加速度的影响较大,与速度大小相关性较小。     

沿岸多模式GNSS三维水深测量方法研究

在沿岸水下地形测量中,高程控制是难点,在远离岸边的区域,不仅布设潮位站困难,而且潮位站水位改正的精度也难以保证,为提高沿岸水域测量的可靠性和灵活性,在河口区域的水深测量项目中进行了RTK、PPK、PPP3种模式的同步作业方式研究。结果表明,基于GNSS多模式三维水深测量的方法能有效提高水位改正的精度和可靠性。无论测区离岸距离多远,可以同步采用RTK、PPK和PPP的方式进行高程控制,这3种模式的高程测量差值均方差接近0.10m,精度能满足沿岸水域一般比例尺地形测量的高程精度要求。     

Modal Identification of Offshore Platforms Using Statistical Method Based on ERA

Identification of modal parameters of a linear structure with output-only measurements has received much attention over the past decodes. In the paper, the Natural Excitation Technique (NEXT) is used for acquisition of the impulse signals from the structural responses. Then Eigensystem Realization Algorithm (ERA) is utilized for modal identification.For disregarding the fictitious ‘computational modes’, a procedure, Statistically Averaging Modal Frequency Method (SAMFM), is developed to distinguish the true modes from noise modes, and to improve the precision of the identified modal frequencies of the structure. An offshore platform is modeled with the finite element method. The theoretical modal parameters are obtained for a comparison with the identified values. The dynamic responses of the platform under random wave loading are computed for providing the output signals used for identification with ERA. Results of simulation demonstrate that the proposed method can determine the system modal frequency with high precision.     

基于自动跟踪技术检测GNSS动态测量精度方法

提出一种基于TDA5005高精度全站仪对GNSS定位设备进行自动跟踪测量,通过自动控制、时间同步、姿态改正、空间基准统一等步骤,实现对动态环境下GNSS设备单历元定位精度进行检测。设备检测既可在海上也可在陆地上进行,自动化程度高,操作简便,以期对GNSS的应用有一定的指导和借鉴意义。     

基于船舶空气流场仿真的船舶测风偏差校正方法

船舶海面风观测易受船体和上层建筑造成的畸变气流影响,使测风数据存在偏差。针对船舶相对风测量偏差校正问题,采用CFD仿真方法研究船体周围钝体绕流气流场,量化桅杆左、右横桁实测相对风速、风向与舰桥上部参考测风点相对风速、风向偏差,利用最小二乘支持向量机分别对左、右舷测风偏差进行回归并建立校正模型。通过海上实船实验采集桅杆左、右横桁与舰桥上部测风点处的相对风测量数据,验证模型校正测风偏差的实际效果,结果表明CFD仿真建模方法能够有效降低实验船型56%的相对风速测量偏差。     

基于谱修正迭代的Bursa模型

利用Bursa模型进行空间直角坐标转换时,求解的过程中如果法方程的系数矩阵是病态,则求得的转换参数并不可靠.在谱修正迭代法的基础上,推导了基于谱修正迭代的Bursa模型公式,通过算例可知该方法可有效改善病态矩阵对坐标转换的影响,其坐标转换精度比Bursa模型高.     

利用卫星高度计资料进行多年一遇极值波高推算的方法研究

根据卫星高度计资料的特点 ,在对 3个海洋站的海浪极值推算中引用发展了尾部分布增强法 (Tail Distribution Method) ,并且与 3个海洋站实测资料推算结果相比较 ,结果良好。以此为基础对西北太平洋进行多年一遇极值推算 ,其多年一遇的极值分布与风场的分布是一致的 ,主要呈纬向带状分布特征 :从 35°N～ 55°N,1 4 5°E～ 1 80°E的长方形海域 ,长时间受到季风的作用并且海域开阔 ,所以它的百年一遇波高可以达到 1 3m以上 ;而在赤道无风带控制下的海域 ,它的百年一遇波高一般为 7m左右。     

基于Kriging插值方法的MODIS资料几何纠正方法

在讨论了MODIS中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)遥感图像几何畸变的成因后,文章引入了利用MODIS数据间的互补性去除这种"双眼皮"现象的概念,其后采用了Kriging插值的方法对数据进行重采样.在与其他几何纠正和插值方法进行比对后结果表明,该方法能较好地去除边缘重叠影响,并能保持原有云图的特征和信息,对MODIS资料数据在后续的反演工作中有一定意义.