基于多波束测深系统的RTK三维水深测量技术应用研究

多波束测深系统因为具有测量面积大、速度快、精度高、成图自动化等诸多优点,而得到广泛应用。但是传统多波束系统作业需要进行验潮,因而受客观条件以及人员配备等因素影响较大。笔者以自身参加的项目为例,对基于多波束测深系统的RTK三维水深测量技术作业方法、测量精度等进行了介绍,为该技术的推广应用得出了一些有益的结论。     

多波束与RTK三维水深测量技术的联合应用

介绍多波束测深系统的构成、工作原理、作业方法,以及RTK三维水深测量技术的理论依据,通过在渤海湾航道水深测量的工作实践,证明使用多波束系统结合RTK三维水深测量技术联合作业,可以得到令人满意的测量精度。     

多波束测深系统水下地形测量声速改正研究

多波束测深系统在进行水下地形测量过程中误差源来自多个方面,其中声速是影响数据精度的主要因素之一。声波在水中传播速度受到温度、电解质、压力以及水文条件等因素的影响,传播速度和方向发生着梯度变化。如果不对声速加以改正会产生深度和水平误差,使水下地形失真。因此,精确测定水下声速剖面,并对测量数据加入声速改正,有利于提高测量数据精度,保证水下地形真实有效。本文以辽宁省大中型水下地形测量项目为例,基于IMAGENEX DT101多波束测深系统,对声速在水下传播规律进行了系统研究,提出了建立动态声速改正格网方案,并利用AML Minos. X SVP水下声速剖面仪精确测定了水下剖面声速,在HYPACK MAXHysweep测深数据处理软件中加入声速改正值对数据进行声速改正,提高了水下地形测量精度。     

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。     

RTK三维水深测量的实施与精度控制

为提高使用RTK三维水深测量的精度与可靠性,需在外业实施和数据处理不同阶段采用不同方法控制测量精度并进行精度和可靠性评价。从对RTK三维水深测量中对水位改正的精度要求分析入手,论述了如何在测量前、测量中和数据处理等不同阶段对RTK三维水深测量精度分析所采用的不同方法,并以实例进行了阐述。     

多波束测深瞬时姿态误差的改正方法

详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施.将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时延还是尺度引起的姿态误差,再搜索确定时延值或尺度系数,以此参数对受影响的区域进行改正.从实测数据处理结果来看,改正结果较理想.     

多波束测深系统在水库测量中的应用

在介绍多波束测深系统的组成及基本性能的基础上,讨论了影响多波束测深系统测量精度的主要因素;并针对水库测量的应用特性,分析了多波束测深系统在水库测量中的主要技术流程和处理方法,提出了不同产品应用的解决方案。     

基于GPS RTK技术实现海上三维高精度动态测量

介绍利用GPS RTK技术获得的两点间高精度的GPS基线向量,实现海上三维高精度动态测量原理、方法及步骤。     

多波束测深全覆盖测量分辨率研究

根据国际海道测量规范,采用多波束测深手段的特等和1 a等全覆盖测量,可归纳为多波束测深全覆盖测量。多波束测深全覆盖测量对海底目标物具有不同的探测标准。本文在推导多波束测深分辨率模型的基础上对多波束测深全覆盖测量分辨率进行研究。根据全覆盖的原则,推导了多波束测深全覆盖测量的最大航速。通过算例分析,分别给出了纵向与横向分辨率的分布,并对测深扇面的宽度和航速控制提出建议。     

多波束测深的异常数据编辑技术和实现

因为海况、仪器噪声、海水中浮游生物等因素存在,测深数据中含有大量的异常数据和噪声,由于数据量大,如何有效定位异常数据和噪声是目前国际上的研究热点。本文详细介绍了手工交互式编辑和常用的几种自动编辑方法,并重点介绍了基于测点密度的图像滤波方法,阐述了多波束测深数据编辑软件的实现,对多波束测深数据的快速编辑有一定的参考意义。     

深水多波束测深系统现状及展望

多波束测深系统在与航迹垂直的平面内一次能够给出几十个甚至上百个深度,获得一条一定宽度的全覆盖水深条带,大大提高了海底地形探测效率。本文首先介绍了多波束测深的基本原理和系统组成,然后系统介绍了L3 ELAC Nautik、Teledyne(原ATLAS)和Kongsberg等公司的深水多波束测深系统,并以中科院声学所深水多波束系统为例,分析了国内发展情况,最后展望了深水多波束测深系统的发展趋势是更高的测深分辨率、更高的测深精度、更大的覆盖范围、更强的水体探测和更便捷的探测成图。     

河北CORS和EGM2008模型在RTK三维水深测量中的应用

将河北CORS和EGM2008重力场模型应用在RTK三维水深测量工作中,不受控制点个数和位置分布限制,无需求取七参数,可直接获取2000国家大地坐标系平面定位成果。另外,利用EGM2008模型计算出测区内少数点的高程异常后,可通过二次多项式曲面模型进行高程拟合,求出全部测点高程异常,最终得到正常高。通过在渤海湾某水深测量项目中的验证,结果表明该方法简单可行,其精度可达到规范要求。     

多波束测深系统校正参数求解方案及可视化实现

换能器和电罗经的安装误差以及GPS的导航延迟等因素往往造成多波束测深系统存在系统内部误差,参数校正是消除内部误差的有效方法.本文详细分析了各项校正参数的海试方案和计算模型,结合科学计算可视化技术给出了各项校正参数的可视化交互求解思路和模型,实现了校正参数的快速、直观求解.     

Imagenex DT101多波束测深系统在水下测量中的应用

阐述了Imagenex DT101多波束测深系统的技术指标和组成,讨论了Imagenex DT101多波束测深系统在水下地形测量中影响数据精度的因素;同时结合在某大型水库测量的应用特性,分析了在水下地形测量中Imagenex DT101多波束测深系统的主要技术流程和实施方案。     

“多波束测深系统”波束形成器的研制

本文论述了波束形成器的基本原理，设计制作的步骤和方法，各关键参数的选取，样机的检测结果，并给出水池实测的25个形成波束的指向性图。     

多波束条带测深中的声线跟踪技术

在高精度水下声学定位中,常采用分层等梯度声线跟踪的方法对水下目标进行定位。但当声线入射角度过大时,该方法入射角的迭代解算会出现发散问题。首先,针对该问题产生的原因进行了分析,并在此基础上提出了一种新的入射角迭代方法,新方法采用曲率半径R代替Snell常数p进行迭代。利用500 m水深模拟数据进行了验证,结果表明：在声线入射角较小时（如不大于80°）,新方法和原方法的定位精度相当;在声线入射角度进一步增大时,新方法的定位效果优于原方法。     

多波束水深测量与海洋重磁测量的综合实施

随着对海洋测量信息量需求的增多，海洋综合性测量越来越受到重视。本文介绍了利用EM120型多波束测深系统、S-121型海洋重力仪、G-880型海洋磁力仪和650MK2型声速剖，面仪同步进行海洋重力、海洋磁力和全覆盖水深综合测量的方法和经验，论述了综合测量中应该注意的一些问题。     

基于Python的多波束测深数据压缩研究

在曲线数据压缩的垂距限差法基础上,引入总体最小二乘算法对多波束测深的ping条带数据进行压缩,利用Python工具库实现总体最小二乘压缩算法并集成到ArcToolbox中。与传统道格拉斯-普克压缩算法具有接近的压缩比,但精度更高,能够在整体上更好地表示原始数据。     

多波束与单波束测深数据的融合处理技术

本文在全面分析和总结多波束海洋测深主要误差源的基础上，提出通过相邻条带测深数据融合处理进行多波束测深系统偏差补偿方法；并提出以单波束测深数据作为控制，进一步提高多波束测深整体测量精度的数据处理方案；详细讨论了数据融合处理中的数值解算可行性和稳定性问题，相应提出了两步平差方法。本文最后使用我国自行研制的条带测深系统实测数据验证了上述方法的有效性和可靠性。     

多波束测深系统在1:2000水下测量中的应用分析

本文通过浑河(抚顺-沈阳段)1∶2000比例尺水下地形测量项目,在省内没有完整水下测量项目先例可以参考的情况下,对如何实施水下数据获取,如何确定最佳船速,采用多大波束入射角,既能保证精度又能提高测量效率进行了一系列的实验,得到了最可靠的数据,并总结了利用IMAGENEX DT101多波束测深仪进行水下地形测量的一些关键技术,为今后进行水下测量项目提供了借鉴的经验。