全站仪遥测目标三维坐标的新方法

研究了利用全站仪悬高测量功能和前方交会来测定某些不能放置棱镜的目标点三维坐标的一种方法,并对所得到的结果进行误差分析,证明该方法测量精度满足工作要求.     

深海季节性环境变化对半会聚区尺度水面声定位影响分析

针对深海声定位受海洋环境变化影响明显、需考虑测量系统的环境适应性和宽容性设计问题,提出一种评估海水环境变化对定位性能影响的仿真分析方法,将声场计算、误差传播与交会解算联合建模,以西太平洋中纬度海域夏季和冬季环境为代表性场景讨论了季节性环境变化对定位性能的影响方式和影响程度。仿真结果表明,当接收器位于海洋近表层时,在夏季和冬季呈现出两种不同的声信道样式,夏季季节性温跃层影响下的定位精度较差,冬季表面波导影响下的定位精度相对较好,两者均方根误差(RMSE)相差超过50 m;当接收器位于海洋中上层时,直达波有效作用范围的季节性变化引起定位性能差异,冬季定位精度优于夏季,两者RMSE相差15～20 m;当接收器位于海洋近底层时,利用可靠声路径定位精度较高,定位性能季节性变化不明显。研究认为,海水的季节性环境变化能够改变半会聚区尺度水面声定位的声信道特性以及到达声信息、误差传播、交会求解等测量因素,进而对接收深度位于海洋上层的声定位性能产生明显影响。     

海上动态测量中的偏心改正

本文对动态测量中偏心改正的原理、方法及其精度进行了探讨.在大比例尺工程水深测量定位中,若测深仪换能器与定位系统接收天线不处于同一铅垂线上,并且偏心过大,超过定位精度要求时,必须进行偏心改正.经过偏心改正后的定位精度才能保证大比例尺测图定位要求.     

海洋声速起伏对声传播及定位精度影响分析

海洋中声速起伏导致水声信道发生变化,进而引起声线到达结构的变化,对水声传播及定位精度产生一定影响。为讨论这一效应,基于TDOA体制建立了考虑声线弯曲的水下目标无源定位模型,分析了声速起伏对水下声传播路径及传播时间的影响,进而研究了声速起伏对水下无源定位测量精度影响程度。结果表明:当水平传播距离较大时,声速剖面起伏对声传播路径及传播时间的影响更为显著;以典型四元阵为例,若基线长度为20 km,接收阵位于水下5 km处,在不考虑其它随机误差影响下,海洋声速起伏造成的声源定位误差量级在0.5 m以内。分析结果有助于更好地利用环境特征优化无源定位测量方案,可为高精度水下无源定位系统设计及精度评估提供依据。     

GPS/IMU用于航空遥感直接对地定位的原理与方法

阐述了GPS/IMU系统进行位置与姿态测量的基本原理,推导了利用GPS/IMU的导航解计算遥感器瞬时外方位元素的数学模型,并利用机载三线阵影像验证了GPS/IMU辅助直接对地定位的精度潜力。三组ADS40数据直接定位的试验结果表明,GPS/IMU提供的外方位元素具有较高的定位精度,平面精度优于2.5个像元,高程优于5.1个像元,但存在系统性的测量误差,在大比例尺遥感测绘作业中引入少量控制点参与平差仍是必须的。     

RTKGPS在钻井平台对接定位引导中的应用

RTK GPS的主要功用是进行相对定位,移动台之间以及其与基站间的基线向量具有很高精度和稳定性。讨论了由RTK GPS组成的定位引导系统的组成及工作原理,并给出基线长和方位的求解公式,用以取代传统的海上光学交会测量,为海上对接工程提供更加方便快捷、稳定可靠和实时的高精度测量和定位引导,确保对接工程作业安全。     

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。     

四点长基线深海定位模型建立方法及精度分析

高精度水下定位技术对于维护国家海疆安全、海洋权益和国民经济建设具有十分重要意义和实际应用价值。根据射线在水中的传播特性,利用双曲面定位方法建立长基线深海定位模型,通过计算机仿真获得4 000 m水下信源在10 km~2正方形范围内的定位误差精度及分布规律。结果表明:浮标网络中心位置定位精度最高,可得到亚米级;离中心位置越远,定位精度越差。     

双曲面模型深海三维定位数据模拟及精度分析

结合声波射线传播规律提出了双曲面模型水声定位的数据模拟方法。利用该方法模拟一定浮标网形下声源位于某区域约2 000m水深处10km×10km范围内的声线双曲面模型定位观测数据,进行定位解算,并将截止角的概念引入水声定位中。定位结果显示,大部分区域水下DGPS定位系统的外符合定位精度在水平方向优于5m,垂直方向优于10m;网形中间区域精度较高,三维定位精度为亚米级。引入角度限制后,定位区域内外符合定位精度水平方向优于1m,垂直方向优于4m。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

一种基于时延的水下声基阵坐标估算方法

阵形估算是水听器阵列应用中的关键问题,基于时延的水下声基阵大地坐标标定方法利用声源发射和声阵接收的CW脉冲之间的时延获得空间中的三个声源发射点到阵元的距离,并以这三个声源发射点为圆心,以声源发射点到阵元的距离为半径做球面,得到的交点即为阵元的大地坐标.通过实验数据分析结果可以得出如下结论:基于时延的球面交汇法得到的阵形标定结果的绝对误差均值为0.13 m,可以把该方法运用于实际的工程测量当中.     

GNSS速度测量若干数学模型研究

为解决GNSS伪距变率双差测速和高斯投影、墨卡托投影坐标系中的速度投影计算问题,以大地坐标速度为未知数,推导GNSS伪距变率双差测速解法,基于高斯投影、墨卡托投影公式,推导其速度投影算法。建立了以大地坐标速度为未知数的GNSS伪距变率双差测速数学模型,建立了高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影计算方法,给出了应用试验和算例。结果表明,GNSS伪距变率双差测速大地坐标分量精度达到毫米/秒级,高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影算法正确。提出的GNSS伪距变率双差测速解法具有重要的应用价值。提出的高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影数学模型,可以满足低、中、高速应用需要。     

沿海区域不同坐标系统转换方法研究

沿海区域的测绘资料主要采用1954年北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家坐标系(旧称WGS84坐标系),造成使用不便,需要构建这些系统之间的转换关系。不同方法和不同分区的大量试算表明,1980西安坐标系与WGS84坐标系可以采用7参数转换模型,3个分区和5个分区的精度都能达到0.5 m,其中5个分区的精度较好。由于1954年北京坐标系的特殊性,简单的7参数模型不能确保系统的转换精度,1954年北京坐标系与WGS84坐标系最好采用曲面拟合方法实现坐标转换,整个沿海区域采用6个分区,精度可以达到0.5 m以内的转换要求。     

基于广义点的相对定向和绝对定向

传统的摄影测量是基于测点的前方交会和后方交会,相对定向和绝对定向则基于同名像点共面的思想,而在工业计量测量和飞机姿态测量等领域,大量存在的是一些直线或者曲线,并不存在明确意义的点。因此,本文提出了基于广义点的相对定向和绝对定向的方法,解决了传统相对定向和绝对定向不能解决的问题,实践证明该方法是可行的。     

从1980西安坐标系到2000国家大地坐标系的坐标变换

对1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的转换关系,给出了应用CASIOfx-4800P计算器由平面直角坐标反解地理坐标的计算程序。应用这项程序,实现了从1980西安坐标系到2000国家大地坐标系的坐标变换。根据计算结果及其在1∶2.5万地形图上的图解精度,1∶2.5万~1∶50万地形图上同名点的坐标差异很小,都在图解精度0.2mm以内,所以地图改版时只需改变坐标系的名称即可。     

应用交叉检查数字地形模型评估多波束测深精度

为有效评估多波束测深数据精度,结合Sea Bat 7150深水多波束测量系统在海洋调查工作中的应用实例,参考传统的基于面的交叉检查方法,引入了基于DTM的交叉检查精度评估方法。应用检测线测量数据与主测线DTM进行交叉点计算,对误差进行统计分析,评估多波束测深精度。实践证明,该评估方法快速有效,可操作性强,可在外业调查现场对深水多波束测量数据快速进行精度评估。     

KSS32-M型海洋重力仪动态性能分析

采用测网交点差、重复测线和与KSS31-M型海洋重力仪重合测线对比的方法,利用近年来KSS32-M海洋重力仪的实测数据对KSS32-M海洋重力仪测量稳定性和数据可靠性进行分析。利用机动转向法验证重力仪阻尼延迟时间为70 s,基于70 s阻尼延迟时间计算的重力测网的测量准确度为0.65 m Gal,与KSS31-M型海洋重力仪采集的重力剖面对比结果看,重合测线相关性为高度相关,4条重合测线网的交点差绝对值最大为1.66 m Gal,准确度为0.59 m Gal,均达到国家标准要求的近海重力测网交点差均方根小于2 m Gal的技术指标。重复测线的幅值接近,相位吻合,匹配测点异常差的平均值小于0.9,均方根均小于0.8,相关性均在0.98以上。本研究表明KSS32-M型海洋重力仪动态测量性能稳定、测量数据可靠。     

青岛城市坐标系转1980西安坐标系研究

坐标系统的统一是1个地区地理信息资源共享和标准统一的基础,目前,很多地区采用多个测量坐标系统,为实现测量坐标系统的统一,需要对不同坐标系的地理信息成果进行坐标转换。本文结合青岛市实际,对青岛市已有地理信息由原来采用的"青岛市城市坐标系"向国家统一的"1980西安坐标系"之间的转换精度和可靠性进行了探讨,通过具体数据的分析计算得出,2套坐标系之间转换切实可行,完全满足精度要求。     

数字测图中的坐标变换方法

针对数字地图的特点,探讨数字测图中的坐标变换方法,总结了一套作业思路和方法,使外业测图不需提前单独进行控制测量,且设站灵活,内业能够充分利用各种满足精度要求的测量数据和数字图进行数字化成图。配以少量控制点,该模式也可在大面积数字测图中使用。从而可减少外业工作量,显著提高工效。     

克里金内插法实现坐标转换的应用研究

以陕西地区2000国家大地坐标系(CGCS2000)和旧1954年北京大地坐标系转换为例,探讨了利用普通克里金内插法进行坐标转换的实现方法,比较了采用不同变异函数和空间数据窗口的转换精度。试算结果表明:大地控制网的变形与方向无关;采用适当的变异函数模型比采用简单的线性变异函数模型精度提高约40%且空间数据窗口可大幅度缩小;基于普通克里金内插方法实现陕西地区坐标转换精度可达±0.092m。