基于PPK无验潮的水下地形测量技术研究

随着载波相位差分技术的发展,RTK(Real Time Kinematic)三维水深测量已经广泛应用于水下地形测量中。RTK技术需要建立实时数据链接传输差分数据,当数据链接丢失时,定位精度会严重下降。针对此问题,本文研究了一种基于后处理动态差分无需实时数据链接的PPK(Post Processing Kinematic)定位技术,并通过静态和动态比测的方法,对不同GNSS系统及其组合解算策略进行了精度和稳定性测试,最后在杭州湾河口进行了实际应用。测试结果表明,PPK获取的结果具有良好的稳定性,定位精度能满足实际工作需要;实际应用结果表明基于PPK的无验潮水下地形测量技术具有广泛的应用前景。     

远程GPS验潮方法研究

提出了基于精密单点定位(PPP)技术的远程GPS验潮方法,可有效地弥补现有实时动态GPS验潮模式受距离限制的缺陷。分析了影响GPS验潮精度的各种因素,并针对具体的试验区域,将远程GPS验潮方法在不同作用距离下的观测结果与验潮仪的观测结果分析比对,结果表明基于PPP技术的远程潮汐测量方法切实可行,因此扩大了GPS验潮的作用范围,提高了海洋测绘的作业效率。     

新型远距离验潮系统集成设计与研制

我国的海洋活动逐步向远海开展,对海洋观测技术提出了新的要求。基于GNSS的动态后处理差分测量技术,提出了一种新型远距离验潮系统。建立了基于PC104总线的模块化潮汐测量系统硬件,基于LabVIEW语言开发了与验潮系统硬件相匹配的软件,实现了潮汐测量过程中数据采集、数据处理和设备监控等功能。将该系统安装于国内某大型海洋浮标,在离岸约200km的海域开展了潮汐测量实验,通过GNSS数据解算、高程修正、滤波和潮位提取等数据处理步骤得到潮位数据。将系统测量的潮位结果与经典潮汐模型的潮位模拟数据相比,发现二者具有良好的一致性,整体潮位测量精度为4.6cm。     

利用验潮和GPS观测技术监测海平面绝对变化

GPS技术可以确定验潮站水准点的地壳垂直形变,结合验潮数据获得的海平面相对变化,可以确定海平面的绝对变化。采用我国3个沿海验潮站两期GPS观测数据,计算了这些点位的地壳垂直运动速率。提出要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续GPS观测数据。     

GPS验潮中波浪的误差分析和消除

GPS验潮采用GPS RTK计算潮位，是目前GPS技术发展和应用的一个方向，对验潮方法的革新和GPS的进一步应用有着重要的意义。在水面上，波浪引起载体的空间位置改变，给验潮带来很大的误差。为了得到厘米级精度的潮位，必须消除波浪的影响。详细分析了GPS测姿方法和姿态补偿，最后采用小波去噪提取出了潮汐信号。实测数据和模拟数据证明GPS验潮可达到厘米级的精度，满足常规水深测量的精度要求。     

基于GPS PPK技术确定测深点瞬时潮位及分析

潮位是影响水下地形测量精度的主要误差之一,获取准确的潮位信息直接关系着潮位改正的正确与否。文中基于GPS PPK技术得到的GPS天线大地高,首先经过垂直基准转换,其次利用推算的姿态改正公式以及利用压力式潮位计获取的动态吃水进行姿态与吃水改正,最后采用小波变换进行波浪滤除,得到测深点精密的瞬时潮位。以琼州海峡为试验海区,采用上述方法获得测深点瞬时潮位,并与传统潮汐模型推算潮位对比,对比发现两者并不一致,且前一种方法得到的潮位趋势与测船的航向有很强的相关性。对测区的潮汐潮流特征进行了分析,分析结果与实测结果相符,表明GPS PPK能够获得该区域的潮位,并可以反映该区域的潮汐特征。     

验潮井的褒贬之说

验潮井的褒贬之说１引言常规的浮子式验潮仪采用一种验潮井减小海面波的影响。该验潮仪目前仍是潮汐测量的主要仪器，在某些地区仍继续用它监测平均海平面以研究气候的变化和海平面变化的趋势。尽管如此，长期以来，验潮井一直受着它自身的内部困扰，包括非线性响应在内。...     

验潮井进水孔的设计

验潮井是提供长期定点验潮的固定、可靠设施。衡量验潮井的优劣标准通常用消波性和随潮性来判别。对于整个验潮井来说,与消波性和随潮性直接关系的是验潮井的进水孔。若进水孔设计得过大,则滤波性能差,自记曲线将出现很宽的带状记录,这样观测下来的潮位值既不准确,又给资料的整理带来了困难;反之,若进水孔设计得过小,滤波性能是增强了,但因滤掉了一些不应滤掉的波动,虽则记录曲线平滑,但记录的潮时出现滞后现象,造成井内外潮位明显的不一致。因此,进水孔的设计关系到整个验潮井随潮性、滤波性的优     

GPS测高技术在无验潮水深测量中的应用

应用双频GPS动态后处理高精度定位技术，建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，通过海上试验与传统作业模式作了数值分析比较，结果表明，该作业模式不仅无需验潮，而且能够有效消除传统作业模式中船只动态吃水和涌浪等因素对测量成果的影响，显著提高水深测量成果的精度。     

基于Hough变换和Harris检测的光学验潮方法研究

在海洋测绘和水域监测领域经常需要测量潮位信息,提出了一种利用图像处理进行标尺刻线检测的方法,使用摄像机拍摄固定在水中的标尺,通过读取标尺视频序列、基于Hough变换和Harris检测对标尺刻线进行识别计算,从而获得潮位线位置.通过水面实验证明了该方法具有较高的实用性.     

影响GPS PPK无验潮水深测量精度的几个因素

针对作用距离、数据同步、姿态、声速等因素对全球定位系统动态后处理(GPS PPK)无验潮沿岸水深测量精度的影响进行了讨论,分析了GPS PPK无验潮水深测量作业模式消除涌浪影响的机理,对姿态传感器的测量和安装精度以及GPS天线与测深仪换能器相对位置的量测精度等提出了定量要求。     

GPS RTK高程拟合方法研究

介绍了全球定位系统实时动态测量(GPS RTK)高程的理论方法和数学模型，基于工程实例和实验数据研究了起算点的空间分布、起算点数量和拟合方法对高程拟合精度的影响，提出了提高水准拟合精度的有效措施。     

Tidal Reduction Method Based on Temporal Tidal Time-Difference Variations

Abstract

Technical developments in the positioning and depth detection fields have allowed for vast improvements in sounding results, but the effects of tidal reduction (TR) yet merit improvement; today, TR is the main factor that limits bathymetry precision. It is crucial to determine tidal time difference (TTD) between tidal gauges to conduct effective TTD-based TR. The influence of temporal TTD variations is usually ignored, and the temporal observation window to determine TTD is generally freely selected. In this study, temporal TTD variations were analyzed under the tidal constituent merging theory. Daily and hourly TTDs were compared and utilized to reduce the TR error during time difference method operation. At-sea experiments were conducted to contrast the effects of daily versus hourly TTDs on TR; the results indicate that hourly TTD is more precise and thus better suited to TR.     

基于Hypack2008的无验潮水深测量

简单介绍了无验潮水深测量的基本原理及GPS RTK坐标转换参数求取问题,重点讲述了Hypack 2008软件与Trimble 5700 RTK进行无验潮水深测量的实施方法及软件设置过程中的主要注意事项,简单分析了无验潮水深测量与传统水深测量相比的优势所在,并依据工作经验提出了进行无验潮水深测量实施过程中需要注意的事项.     

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。     

基于GPS精密单点定位技术的水深测量

首先阐述了水深测量的两种作业模式：传统人工验潮水深测量和GPS无验潮水深测量,对两种作业方式作了简单的比较。简要介绍了GPS精密单点定位（PPP）的基本原理,给出了GPS无验潮水深测量数学模型。然后,针对传统水深测量作业模式的弊端,提出采用GPS精密单点定位技术进行无验潮水深测量作业,并从静态和动态定位两个方面验证了PPP技术进行无验潮水深测量作业的可行性。     

基于无人机技术的潮滩动态监测研究

无人机具有快速高效、体积小和成本低等特点,不仅可以监测淤泥质潮滩不同区域的变化趋势,还可以观测到卫星难以捕获的潮滩短历时发育过程。文章基于无人机航拍测量技术,通过后期图像处理生成正射影像,获取临港新片区潮滩的沙滩和植被区域面积,分析潮滩短周期沙滩和植被时空分布特征和对不同事件的响应。研究结果表明：近年来临港潮滩潮上带从淤泥质海滩逐渐转变为沙质海滩;潮滩植被有明显季节性变化,秋冬季枯萎,春夏季生长茂盛,分布在潮滩西侧的植被变化最为显著;沙滩随着植被枯萎而裸露,易受波浪、潮汐冲刷;相比于季节性转化,沙滩在事件上的响应更为显著,洪水期淤积和台风冲刷导致潮滩变化剧烈。     

基于全球潮汐模型的东海海域潮汐性质空间分布

利用全球潮汐模型FES 2014(Finite Element Solution 2014)空间分辨率为(1/16)°×(1/16)°的网格点处13个分潮调和常数,借助基于最小二乘法调和分析方法和潮汐特征值的定义算法,定量分析东海海域(117°～131°E,23°～33°N)的潮汐类型、深度基准值和不同潮差类型.结果表...     

水平轴潮流能水轮机阵列对区域潮流场影响研究

为考察水轮机阵列对区域潮流特性的影响,本文基于Delft 3D-Flow建立斋堂岛及附近水域的三维水力学模型并通过实测数据进行校验。经验证后的模型,采用TSE方法确定阵列在目标水域中的放置位置,并通过动量损失方式模拟水轮机对流场的影响,进而研究和评估在一定水域面积下不同水轮机数量组成的阵列对潮流场的影响。仿真结果显示:该水域放置水轮机阵列将对附近较大范围水域的水位产生影响,在靠近阵列处水位变化最大能达到3 cm;对区域流速影响较为显著,当阵列中水轮机密度较大时,其尾流影响区域局部时刻流速下降能达到45 cm/s且影响距离可延伸至其下游2 km外。