基于等效声速剖面法的多波束测深系统声线折射改正技术

多波束测深技术是近几年比较流行的海洋勘测手段之一,其具有全覆盖、无遗漏、高精度和高效率等特点。多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点的最终位置的归算带来较大的误差。针对多波束数据后处理方法,介绍了利用等效声速剖面法对多波束测深系统的声线折射进行改正的一种新方法,并通过试验对比,证明了该方法可以提高多波束测深系统的整体测量精度。     

多波束测深系统声线跟踪方法对比分析

多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点位置的计算带来较大误差。针对多波束数据后处理常用的几种声线跟踪方法,通过模型分析,仿真实验,对比分析得出了各个方法的优缺点,估计了各种跟踪方法的模型精度,证明等效声速法与常梯度法应用价值较高。     

黄浦江航道多波束测深数据处理研究

针对上海世博会对黄浦江航道核心水域高精度海底地形的需求,采用SeaBat8125多波束测深系统对该区域进行了全覆盖测量.通过潮汐基准面归算、潮汐改正精度内符合检验、原始数据各项改正、除噪处理及测深误差分析等几个步骤,得到基于吴淞零点的最终水深成果.各项检验表明,此次多波束测深成果质量满足实际需求.     

多波束与单波束测深数据融合处理方法

受声线弯曲的影响,多波束测深的边缘波束的数据质量较低,而单波束测深受声线弯曲的影响比较小。结合多波束覆盖面大和声速剖面误差对单波束影响相对较小的特点,研究了多波束和单波束的测深数据融合方法,利用同一位置单波束和多波束测深数据的差值,拟合一个与坐标位置相关的误差模型,并利用该误差曲面对多波束测深数据进行综合改正,从而提高多波束测深的数据质量。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性。声速校正为多波束测深系统提供了正确的声速剖面,根据声速剖面垂向上的变化规律,对原始声速数据进行科学采点,运用软件方法或实验方法对声速剖面进行编辑获得声速数据,最终取得合理可靠的水深值。这里对南海SA12试验区采集的声速资料进行了分析,以SeaBeam2100多波速测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

多波束测深及影响精度的主要因素

通过多波束测深的基本原理、参数校正和数据改正方法的讨论,阐述了保证多波束测深精度的主要校改正方法,并在模型分析的基础上,探讨了声速剖面的结构及其时空变化对多波束测深精度的影响,指出了三个特征海区声速结构的分布特点,并提出了抑制三海区声速改正误差的可能方法及控制多波束测量中声速改正精度的措施     

海道测量多波束声速改正精确模型研究

在严格推导常梯度声线跟踪法的基础上,提出了基于常梯度声线跟踪法的多波束声速改正精确模型,并初步推证了CARIS软件的声速改正方法。计算结果表明,精确模型计算结果与CARIS 6.1计算结果一致,并通过声线姿态改正算法比较,给出了声线姿态补偿法和直接法的适用角度范围。     

多波束测深数据处理及成图

针对多波束测深系统测量的特点,分别分析声速改正技术和潮位改正技术。从声速在海水中的传播出发,阐述海水中声速的测量,对声速的较正方法进行探讨,随后针对潮汐效应的影响,对多波束测深数据进行潮位改正,并利用海上试验实测的多波束测深数据,将处理后的数据绘制成海底地形数字地图。     

浅水多波束测深资料处理关键技术探讨

为提高浅水多波束测深资料处理成果质量,基于澳门海域浅水多波束测深资料,提出应用POS/MV大地高数据计算实时潮汐数据,探讨了浅水多波束测深资料声速校正方法.结果 表明,经过潮汐改正和声速改正后资料处理成果质量明显提高,解决了浅水多波束测深资料处理中的难题,本方法可为浅水多波束测深资料处理提供重要指导.     

声速剖面对多波束测深影响的新认识

介绍了声速剖面对多波束测深的影响,并得出了当声速剖面的某一节点偏大时,对边缘多波束的影响使水深偏浅,而对中央部分的波束使水深偏深;当声速剖面的某一节点偏小时,结果反之。该结果对野外资料采集及声速剖面编辑具有特别实际的指导意义。最后指出：当声速剖面出现误差时,中央波束的测深精度并不一定比其他波束的测深精度高。     

多波束测深中声速剖面的横向加密方法

针对声速剖面在横向空间上的低密度、分布不均匀导致水深测量误差的问题,提出了一种容易实现且有效的思路,采用分层取样、空间插值的方法,在后处理过程中人为地增加声速剖面的数量,使其密度足够大、分布更均匀,达到改善声速改正的效果和提高多波束测深精度的目的。     

多波束测深波束脚印位置归算模型研究

推导了多波束测深脚印位置归算模型,通过与CARIS软件进行实例比对,验证了该模型的有效性。在数据处理过程中,采用时标序列检索的方式处理导航时间延迟,取得了良好的效果;采用条带姿态进行姿态改正避免了"杠杆"旋转对边缘波束深度的影响。实例比对表明,该模型结果与CARIS软件输出结果一致。     

多波束测深数据处理及管理系统设计与开发

在简要介绍多波束测深技术发展概况基础上,详细论述了我部自主研发的多波束测深数据处理及管理应用系统的组成及功能,系统功能测试情况以及系统开发过程中取得的主要技术创新点,对该系统投入应用前的优化和完善工作提出了建议。     

一体化姿态传感器支持下多波束测深系统偏差处理

根据一体化姿态传感器的特点和多波束水深点计算的实际需要,重点讨论了多波束探头安装偏差的处理,提出了把综合偏差输入姿态传感器,利用其偏差校准处理功能,实现多波束探头坐标系的横摇、纵摇和航向的直接输出,简化数据处理提高作业效率的设想;给出了姿态传感器安装偏差与多波束探头安装偏差进行合并获得综合偏差的方法。     

海洋内波对多波束测深的影响

分析了内波对多波束测深精度影响的两种机理,并指出测线方向与内波传播方向的夹角不同,多波束测深受到影响的程度也不相同。通过对实测数据的分析,获得了内波的规模、波长、运动方向等基本特征,以及初步了解了内波对多波束测深、调查船航迹线、船速等方面产生的影响。该研究结果可以用于指导野外多波束测量遇到内波时的应对措施,以及利用多波束测深系统对内波进行进一步的研究。     

多波束测量海区技术设计内容研究

海区技术设计作为海道测量的一项重要内容之一,其设计的优劣直接影响测量成果质量和测量效率。而随着多波束测深系统等高新测量技术在海区测量中的广泛应用,传统技术设计很难满足海底精细描述的要求。结合国际海道测量标准,通过建立多波束测深探测脚印计算模型,仿真分析各类设计指标对波束覆盖区域的影响,进而直观形象说明各设计指标对全覆盖测量的影响,提出技术设计内容中关键指标的设计原则及方法。提出的技术设计原则是合理的,给出的选择方案可供作业人员参考。     

多波束测深质量评价方法分析

利用Caris多波束处理软件、Global Mapper图形处理和Surfer处理软件中三角网网格化的方法来处理多波束水深数据,从整个测量范围来做水深准确度检验,由传统的水深数据处理线统计发展到面统计,能更有效的评价多波束资料的质量,提高质量控制的水平。     

一种适用于海量多波束测深数据的中值滤波算法

针对CUBE算法中的数据中值滤波排序问题,设计了一种基于堆结构的中值滤波算法。这种方法以初始滤波窗口中间数据为支点,把滤波序列划分为2个堆,进而把查找滤波窗口中间位置数据转化为在两个堆中进行排序并输出根节点的操作。实验结果表明,这种方法的滤波速度约为基于二分查找的中值滤波算法的2~4倍,适合应用于海量数据的滤波处理。