浅水多波束测深潮汐改正技术研究

提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式.应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分区改正模型引起的断层及锯齿状问题.     

海道测量水位控制方法研究

将海道测量的垂直基准理论和水位改正方法综合为统一的水位控制理论与方法体系,分析比较了的时差法和最小二乘曲线比较法两种水位改正的软件实现方法的数学模型,讨论了曲线拟合参数的时变性,论证多站水位控制中垂直基准的连续线性特性,给出了水位控制的质量控制指标,得出必要的结论。     

基于RTK三维水深测量技术实现多波束测深系统动态潮位改正

现有多波束测深系统采用RTK三维水深测量时,一般都是使用HYPACK、PDS2000、EVA、QINSY等商业软件进行外业采集后,内业通过CARIS、HYPACK、QINSY等软件自动进行潮位改正。商业软件在RTKS三维水深测量时外业设置比较烦琐容易出现问题,不易在后处理进行纠错改正,同时内业RTK水位异常检查也不方便、直观。本文通过外业直接采集RTK的WGS-84三维坐标数据,内业以Visual C#为开发工具,实现自动生成水深基准转换方案、RTK水位编辑处理及自动转换生成动态潮位文件,使用此动态潮位文件按照单站改正方式对多波束水深进行潮位改正,从而便捷、准确地实现多波束测深系统的RTK水位改正。此技术成功用于连云港赣榆10万吨级航道检测测量,从而进一步验证了此技术的可靠性。     

水位改正的天文潮时差方法

针对传统时差法水位改正按距离内插计算的潮时差可能与实际情况存在较大差异,进而影响水位改正效果的问题,提出利用天文潮直接计算站间潮时差实施水位改正的方法,研究了我国沿海部分验潮站天文潮与实测水位之间潮时系统的差异与变化性质,并分析了不同分潮选择下确定的天文潮对站间潮时差计算值的影响量级。利用黄海沿岸与北部湾的验潮站设计了天文潮时差水位改正试验,比较了传统时差法与天文潮时差方法的效果。试验和分析表明,利用天文潮计算潮时差比传统时差法更接近实测潮时差,且8分潮水位改正结果的中误差控制在5 cm以内,比传统时差法的水位改正精度提高了近一倍,实现了对传统方法的改进,证明了利用天文潮进行时差法水位改正的可行性。     

时差法在测深数据水位改正中的应用

介绍了海洋测绘中水深测量的特点以及进行水位改正的原因,采用时差法进行水位改正的前提条件及改正原理,采用迭代法计算验潮站间相似系数和潮时差,求解待定点的水位改正数。通过实例应用,证明时差法水位可以在潮汐性质基本相同的海域进行广泛应用。     

水位改正中"虚拟验潮站"的快速内插

认为分带法水位改正就是在现有验潮站的基础上内插出若干“虚拟验潮站”，每个“虚拟验潮站”应有自己的编号，控制范围和水位数据，文中对分带法的新解释有利于计算机编程实现。     

利用时变潮时差进行水位改正

针对目前实施时差法水位改正时使用的潮时差未考虑时变现象的影响以及利用潮时差确定水位观测时段选择混乱等问题,提出利用逐时滑动时段确定潮时差以进行水位改正的方法,分析了潮时差时变现象的原因及潮时差逐时滑动时段与逐日独立时段确定结果的差异,推导了时差法水位改正的误差公式。以某海域验潮站为例,进行了水位改正的数据实验,比较了逐时滑动时段与逐日独立时段确定的潮时差的水位改正效果。实验结果表明,利用逐时滑动确定的潮时差进行水位改正,在理论与精度方面均对目前使用的时差法有所完善与提高,尤其在潮差差异较大的海域,改进效果更加显著。     

基于调和常数的短期水位差分改正方法

在大面积的沿岸水深测量中,为了能够利用实测验潮资料和经实测资料订正过的相邻站的预报资料一起进行水位改正,从而使水位改正精度近似于用实测潮汐资料进行改正的目的,本文提出了基于调和常数的短期潮汐差分预报的方法,并从水位改正的频谱结构角度给出了合理性解释。实例分析表明:该方法可以达到10cm的改正精度,能够有效地降低临时验潮站的数量,满足困难地区的海道测量的需要。     

一种利用回波时间反演多波束横摇角度的方法

针对传统多波束测深系统中对横摇偏差进行改正,存在校准后仍在航行过程中受外界因素干扰,以及改正模型未考虑声速不同导致声线跟踪法计算过程中的水层分层与声线弯曲影响,直接利用深度值进行计算使得改正精度不高的问题.提出了以检测线中央波束数据作为真实海底地形的参考,通过声线跟踪得到主测线在不同入射角度的回波时间,进而利用入射角度和回波时间的关系,反演得到横摇偏差角进行改正的方法.实验表明:利用回波时间对多波束测深数据的横摇偏差进行改正,通过声线跟踪结合检测线中央波束,能够进一步提高横摇偏差改正的精度.     

多波束声纳图像整体灰度不均匀及中央波束区反射异常校正方法

多波束声纳图像多条带之间存在灰度不均匀,中央波束区反向散射强度数据存在异常,不利于进一步利用回波数据。论述了多波束声纳图像整体灰度不均匀的产生原因以及中央波束区反向散射强度异常的主要因素。对声纳图像灰度不均衡进行了有效改正,鉴于中央波束区数据的特点给出了对中央波束区的反向散射异常数据的改正方法。     

多波束海底地形畸变校正与声速剖面反演

提出了一种多波束测量声速剖面反演方法。即采用EOF(empirical orthogonal function)算法,对测区实测声速剖面数据进行模态向量提取,以多波束测量声速改正不完善引起的地形畸变程度为依据构造适应度函数,通过遗传算法优化声速剖面的重构系数,实现声速剖面反演。实验结果表明,反演的声速剖面能有效改正声速误差引起的海底地形失真,显著提高了多波束水深测量数据精度和处理效率。     

多波束声呐后向散射数据角度响应模型的改进算法

针对多波束后向散射数据的角度响应(AR)影响显著而现有角度响应模型在复杂底质环境下不完善导致多波束声呐图像质量偏低的问题,给出了一种改进的角度响应模型和改正方法。首先通过对多次声呐脉冲(Ping)数据平均获得角度响应曲线,然后给出了角度响应参数的提取方法,在此基础上研究并给出了单次脉冲内不同区段的改正模型,最终实现了多波束后向散射数据的角度响应影响减弱。试验验证了该方法的有效性。     

浅谈潮间带地形测量方法

潮间带作为海陆交互作用的区域一直是测绘中的困难地带。本文是对潮间带水深地形测量中人工测量方法的探讨,利用单波束结合杆测方法获得实时水深数据,利用DGPS进行定位,通过水位改正和声速改正最终获得地形数据。     

海洋测量学

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。提出了一种新的归位计算方法-位置修正法。     

大亚湾水域水位控制实施与精度评估

本文结合海图基本测量实例,总结了水位数据预处理、基准面确定、水位精度评估等实施步骤及技术细节。余水位同步变化曲线与精度评估结果能直观、严谨地确定余水位强相关验潮站。经严密论证,在大亚湾海域应用基于余水位监控与潮汐模型的水位改正法,能满足水深测量精度,符合相关规范要求,可替代传统水位改正方法,优化验潮站布设方案,减少验潮站数量。     

一种基于LM算法的多波束横摇残差改正方法

针对多波束测深系统由于存在运动残差而产生横摇误差,从而导致数据条带边缘呈现“波浪”状周期性起伏的问题,提出了一种基于列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt,LM）算法的多波束横摇残差改正方法。该方法首先建立水深与横摇残差之间的函数关系式,然后采用非线性最小二乘LM算法并结合剖面趋势线构建思想进行横摇残差提取,最终实现对海底地形的改正。实例计算结果表明,改正后地形过渡更加平滑,趋近真实海底;左、右舷剖面水深标准差降低约50%,而剖面水深均值则几乎不变;对两组横摇序列进行相似性计算,初步判断横摇残差包含延时与杆晃影响。所提方法能够较准确地提取系统横摇残差,改正后海底地形起伏相对标准差明显降低,有效地削弱了运动残差对多波束测深数据的影响。     

感潮水域水深测量数据处理中的水位改正

水深测量中感潮水域通常采用分带法进行水位改正。利用水位站与测点的平面位置逐点进行水位改正，不需进行分区，同时能有效提高水深测量的整体精度。新方法有利于计算机编程实现。     

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。     

基于纬差加权法的海洋磁力测量多站地磁日变改正值计算

基于地磁日变化空间变化特点,提出了采用纬差加权法计算多站地磁日变改正值,对算法的相关性质进行了分析。利用三站同步地磁日变实验数据对计算方法的适用性进行了验证。实验结果表明:本文提出的多站地磁日变改正方法可以有效地提高地磁日变改正精度。     

基于海底底质回波特征的多波束声呐图像角度响应影响消除

角度响应（angular response,AR）对回波强度影响较大,而目前的改正算法尚不完善,给多波束声呐回波强度的应用带来了较大困难。为此,提出了一种利用底质回波强度特征的AR聚类改正方法。首先,借助多波束声呐回波强度数据实施非监督底质分类;然后,研究每类底质的AR特征,形成每种底质的AR曲线簇;最后,结合每种底质的AR曲线簇,从观测的回波强度序列中减去对应底质的AR值,并将其归一化到平均强度,最终实现了回波强度中AR影响的消除。将该方法应用于实际回波处理中,取得了高质量的多波束声呐图像。