测量无人艇研究进展综述

主要基于船体、航速、续航能力、作业海况、搭载仪器、操作方式以及主要用途等方面,详细阐述了国内外测量无人艇的技术参数,分析了国内无人艇的不足和重点攻克的技术,以及螺旋桨、喷泵两种推进方式的优缺点;分析了测量无人艇艇型、自动控制、载体总体设计及集成、环境感知、通信等关键技术及实现途径;指出测量一体化、智能化水平的提升、水陆一体化测量技术、组网测绘为测量无人艇未来的发展方向。     

无人艇组网测量应用场景研究及精度分析

针对无人艇载多波束组网作业在海道测量中尚处于研究和试验推广阶段,成熟案例少等问题,结合海道测量作业实际,制定了大范围开阔水域测量、浅水水域测量、沉船搜救、海底小目标探测等特定场景,对无人艇组网测量作业模式进行验证,通过对采集的多波束数据进行主检测线比对分析,参照现有标准、规范对分析结果进行评估,结果表明无人艇组网测量作业模式能够适应不同场景实际需求,数据准确性满足规范指标要求和现实需要,对无人艇（组网）测量作业方式推广应用具有指导意义。     

海洋磁力测量测线布设间距的选取

基于海洋磁力测量特点,在对布设测线方向研究的基础上,对海洋磁力测量中布设测线间距的选取进行了研究,提出了选取布设测线间距的原则,给出了几种选取测线间距的方法,并对其可行性进行了验证。     

海洋磁力测量系统误差来源分析

从海洋地磁背景场特征、测量船船体磁化规律以及测量船与磁力传感器的位置关系出发,建立了船磁影响的计算模型,通过仿真试算,解释了海洋磁力测量的系统误差来源。     

海洋磁力测量测点拟合方法研究

基于海洋磁力测量的动态性特点,提出了测线分段滑动拟合法,并通过实例证明了其可行性和有效性,结果表明,分段滑动拟合法可以提高海洋磁力测量数据的处理精度。     

海洋重力测量数据精度分析

海洋重力测量仪器工作环境的特殊性,决定了其测量数据精度分析与检测难以方便实现。在分析一般数据处理方法的基础上,研究了海洋重力测量精度分析的特点,采用一种以重复测线不符值、测线网交叉点不符值的标准差对海洋重力测量的内符合精度进行分析,并根据重复测线、交叉点内符合精度评估方法,通过对某型海洋重力测量仪器的多次航行试验,获取了该型仪器测量数据的部分精度数据,分析结果表明该方法可以全面衡量仪器性能。     

海洋磁力梯度测量的误差源分析

简要介绍了海洋梯度测量的发展现状。将影响梯度测量的误差主要分为四种:系统误差、航向磁效应、几何效应、波浪噪声及传感器运动误差。对每一种误差的形成原因及对梯度测量的影响进行分析,得出了一些有益的结论。     

基于IGRF-13的海洋磁力异常重计算与精度分析

研究分析了最新的国际地磁参考场模型IGRF-13的数据来源及模型特征,并与以往模型进行了精度对比。在此基础上,结合不同时期获取的海洋磁力数据融合的实际需求,制定了海洋磁力正常场校正方法及磁力异常重计算流程。选取了南海试验区和太平洋试验区的调查数据,应用最新国际地磁参考场IGRF-13对其进行了正常场校正和磁力异常重计算,得出以下结论：（1）磁力正常场模型IGRF-13包含1900-2025年的26个磁力模型,可采用该模型对以往不同时期获取的磁力数据进行统一重计算;（2）应用最新IGRF-13对南海、太平洋试验区的磁力异常数据进行重计算后,数据内符合精度提升了0.05～0.20 nT;(3)建议在对不同年代的地磁数据融合应用前,先消除时变效应。本文提出的地磁正常场校正方法适用于减弱长期变化磁场的时变效应影响,提升磁力成果数据精度。     

新型无人海道测量艇的设计与实现

为提升无人艇在浅水区和危险区等复杂水域开展专业化海道测量的应用能力,在广泛调研国内外同类型无人海道测量艇功能定位和设计要求的基础上,采用了一种优化后的M型艇型设计和油电混合动力,引入高精度惯导姿态定位系统提升姿态控制和避障能力,研发了基于电子海图的测量和导航一体化控制系统,并综合给出了一种适应浅水区测量和专业海道测量的无人海道测量艇的设计方案。实际应用表明该无人海道测量艇具有优良的水动力性能和水下噪声抑制能力,具备了适应多种环境的通信保障能力,实现了高精度的航行轨迹控制和自主避障,能够在复杂水域自主完成高精度测量任务,测量成果满足海道测量规范要求。本项研究为后续无人艇作为测量平台持续提升海道测量能力提供了借鉴和参考。     

无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术

为提高水陆一体化测量系统的作业精度和性能,开展无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术研究。借助仿真分析手段,对艇型及设备布置进行优化研究,并开展多传感器集成、时间同步、盲区无缝和实时拼接技术研究,设计并集成了无人艇载水陆一体化测量系统。实验表明,无人艇载水陆一体化测量系统获得的水上水下数据的平均垂直误差为0.12m。所提出的无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术是可行的,可为测绘艇和水陆一体化测量系统集成提供理论依据。     

基于无人船的水质监测及控制系统设计

针对执行水质监测任务过程中固定浮标监测站单点监测存在局限性、船载观测人员取样耗时耗力等问题,本文设计了一种搭载多点、分层自动采水取样装置的智能无人船水质监测系统,可实现目标水域的多点、分层连续水质数据测量及取样。该智能无人船具备基于快速随机树(Rapid Random Tree)算法的自主避障和快速路径规划功能,解决了现有无人船技术存在的多障碍自主路径规划难等问题。同时,本设计结合了ARM9控制芯片、M5310无线传输模块,通过可视化的显示界面和远程WEB访问的功能,大大提升了科研人员及时处理特殊情况便捷性。通过实验测试及比对分析,证明本设计具有智能高效、稳定可靠等优点,能够满足职能部门对于水质监测工作的需要。     

基于交叉证认的海洋磁力测量数据小波去噪研究

针对海洋磁力测量数据中存在的高斯噪声,采用基于交叉证认的小波阈值去噪方法进行噪声去除。首先对磁力数据进行小波分解,利用交叉证认方法自动识别小波分解的信号层与噪声层,然后对噪声层小波系数进行阈值处理,进一步提取噪声层中的有用信息,最后进行小波重构得到去噪信号。同时提出了一种改进阈值处理函数,能够改善传统软、硬阈值函数存在的缺陷,提高重构信号的精度。实验分析表明,当噪声水平小于1.5nT时,相比于传统软、硬阈值函数的小波阈值去噪方法,该方法可更好地去除海洋磁力数据中的高斯噪声,并可较好地保留数据中的有用细节信息,使数据质量得到提高。     

基于分级评价的海洋放射性风险综合评价框架与方法

滨海核电等核技术应用发展迅速,我国滨海放射性风险评价的需求和应用前景日益突出。本研究根据生态风险评价的"迭代"思路、放射性生态风险评价的方法以及相对风险评价模型与敏感性评价在区域风险评价中的应用,结合我国海洋放射性监测与生态效应评价现状,初步提出了基于"分级评价"的海洋放射性风险综合评估框架,包含了风险排查、风险分析、风险决策3个层级的评价方法,建立了基于海洋放射性区域相对风险评价模型的风险决策方法,为不同时期、不同工况、不同数据情况提供全面的评价支撑。针对我国海洋放射性监测与评价基础数据不足的现状,建议加强海洋放射性基线调查、海洋放射生态毒理学以及风险评估与管理方法研究,为科学准确评估我国的海洋放射性风险提供数据与理论基础。     

基于旋翼无人机雷达的船只目标成像与类型识别研究进展综述

载有成像雷达的旋翼无人机具有成本低廉、对起降条件要求低、飞行姿态灵活多样等优点，可以在热点区域进行普查、详查或长时间悬停凝视等多模式成像监测，现已成为海上船只目标监测识别的重要手段。本文分别从旋翼无人机雷达硬件系统、无人机载雷达动目标成像、船只目标类型识别和目标三维结构特征提取等四方面开展国内外研究进展综述。总结分析发现当前利用旋翼无人机雷达进行船只目标成像和类型识别，尚存在运动船只成像散焦、三维结构重建难度大、类型识别精度低等问题，迫切需要推动相关技术的发展。     

Quantitative evaluation of the time-line reduction performance in high definition marine magnetic surveys

The effectiveness of the time reduction procedure is the critical problem for the informative contents evaluation in the high definition (HD) geomagnetic marine surveys. The use of magnetogradiometers is a good solution for the time-reduction in the regional offshore studies but often, for technical reasons, this is not a practicable method in the very detailed coastal, canal or harbour surveys where the use of coastal base stations may be preferable. On the other hand the uncertainty of the full transferability of the coastal magnetograms to large areas of marine surveys can disrupt the time-reduced data sets by a geomagnetic residual time component. The phenomenon is related to the distance from the coastal observatory and to the homogeneity of the local magnetic characteristics of the crust. The maximum applicability distance of the time-line correction (TL) is qualitatively evaluated and is shown to be inconsistent with geomagnetic marine surveys in high definition. In this work we show a quantitative method to evaluate the stability of the coastal observatory magnetograms over the nearby marine area, together with the numerical degree of precision of the correction. The method is based on a double survey of the same profile (timer track: TT) at two different times. The surveys produce two different row data sets where the difference is related only to the geomagnetic time variations. Using the coastal observatory magnetograms we time-reduce the two data sets: if the coastal observatory magnetograms are fully coherent in the whole survey area the difference between the two reduced data sets will be zero. However, if the time variations measured in the observatory are inadequate in amplitude or phase to model the corresponding time variations in the surveyed profile (TT), the discrepancy between the time reduced data sets will not be zero. Similar TTs starting with various course from the base station permit the surveyed area to be split into sectors with variable degree of time coherence and to assign a degree of precision to the time-reduced survey.     

基于海洋灾害地质评价基础上的我国近海海底稳定性区划

通过对我国近海灾害地质类型的分析、评价进而进行海底稳定性区划研究,旨在反映近海地质环境对人类工程活动的适宜程度。文中提出了海底稳定性评价的概念,构建了以地震动、工程地质、地貌、直接型灾害地质类型和限制型灾害地质类型为主要评价指标的海底稳定性评价指标体系,并利用层次分析法确定了各评价指标权重值;将我国近海海底划分为6′×6′的网格单元,并以近海海底灾害地质图、地震动峰值加速度区划图和地貌图等矢量化图层为数据源,建立了模糊评价模型并对近海海底稳定性进行了定量评价。在此基础上将我国近海海底区域稳定性从稳定到不稳定划分为五级。     

基于模板匹配和不变矩的浮游动物快速测量方法

近年来基于图像处理方法的浮游动物分类技术逐渐用于海洋生态系统的研究中,相关检测仪器也从实验室处理向原位现场分析发展,这对检测算法的效率和处理速度提出了更高要求。本文根据海洋浮游动物显微图像的形状特点,提出将模板匹配方法与不变中心矩描述方法相结合,先利用模板匹配限定目标初步范围,再比较不变矩确定最终目标动物,并统计动物数量和尺寸。本文方法不受动物方位旋转和尺寸缩放的影响。实验验证结果表明,该方法与传统识别方法相比简单高效,处理速度快,误差范围小,适用于浮游动物的实时原位观测。     

基于生态重要性评价的福建海洋保护格局优化研究

借鉴国际上流行的EBSA、KBA等成熟的评价准则,选取福建海域为研究对象,从遗传、物种、群落和生态系统4个层面构建海洋生态重要性评价指标体系,并利用ArcGIS软件开展综合分析、集成,确定福建省海洋生态重要性评价结果,分析出福建省海洋保护空缺主要分布在7个区域,近岸包括福宁湾、闽江河口、泉州湾、围头湾和东山湾,远岸包括莆田外海和东山外海两个渔业资源集中分布区。研究结果可为福建省以及其他沿海省份开展相关保护格局优化工作提供借鉴和参考。     

卫星视频舰船目标检测方法

舰船目标检测是进行海上目标监管,保障海上权益的重要手段.本文在SSD(single shot multibox detector)算法的基础上,利用残差网络(ResNet,residual network)作为骨干网络构建SSD模型,将改进后的SSD算法应用于卫星视频舰船目标检测,该算法采用残差连接替换原本的级联方式,...     

KSS31M型海洋重力仪阻尼延迟时间修正后对重力测网精度的影响

对KSS31M型海洋重力仪阻尼延迟时间进行了修正,分别用修正前的110s阻尼延迟时间和修正后的60s阻尼延迟时间对南海某工区的重力数据进行了校正和处理,结果表明:用110s阻尼延迟时间对数据进行校正后得到的测量精度在平差前为1.6mGal,平差后为1.0mGal,用60s阻尼延迟时间对数据进行校正后得到的测量精度在平差前为1.4mGal,平差后为0.8mGal,平差前和平差后的测量精度均提高了0.2mGal。此结果证明了利用船只机动转向确定海洋重力仪在测量过程中的实际阻尼延迟时间方法的必要性和实际应用价值。