重力场辅助水下导航对惯导仪器的要求

水下重力测量的准确性是决定重力场辅助水下导航可行性的一个重要指标。从厄特弗斯改正公式出发,详细分析了纬度、航向、航速精度对厄特弗斯改正的影响方式和影响大小,并以当前海洋船测重力精度作为厄特弗斯改正的误差限定,分析了满足该条件下水下载体的航向、航速需要达到的精度指标,提出了利用惯性系统进行水下重力测量误差修正时对导航硬件的要求。     

AUV重力测量的运动加速度建模及平台优选

针对适合捷联式重力仪的AUV搭载平台的选型问题,基于国内AUV实际航行数据,分析了多推进器组合、推进器和浮力舱组合、推进器和鳍舵组合等3类AUV的定深航行运动特性;推导了AUV水下航行在3个坐标轴方向上对重力仪产生的运动加速度计算公式,得到运动加速度与AUV水下6个自由度运动要素的解析表达式;基于运动加速度分析,讨论了适用于水下移动重力测量的AUV平台和推进装置设计,进行了AUV搭载平台的优选,并给出了重力仪安装位置建议;选定的AUV实验平台实施移动重力测量验证试验重复线精度达到0.42mGal,验证了搭载平台优选的有效性。     

水下动态重力数据实时采集仿真技术研究

针对难以通过水下采集真实重力数据对重力辅助惯性导航关键技术、算法模型进行实验验证与优化,基于捷联惯导反演算法和重力动态测量原理,研究构建了捷联式与平台式水下航迹重力数据实时采集仿真系统,并采用两两采样点间的重力异常之差作为新的匹配量以提高匹配量精度.依据现有器件水平,设置陀螺仪随机常值漂移为0.002°/h,加速度计随...     

基于窗口移动中误差模型探测船载重力数据粗差

粗差探测是评价船载重力测量数据成果质量的重要内容。卫星测高反演重力场技术提供了海域全覆盖的重力场数值模型,其精度水平已满足探测船载重力测量数据粗差的精度要求。以卫星测高反演重力场模型为基础,提出了基于窗口移动中误差模型探测船载重力测量粗差的数据处理方法,其基本思路是:以卫星测高反演重力场数值模型作为背景场,计算船载重力测点处的测高重力值的差值,以差值作为输入量,等权构建中误差背景场,以开窗中误差背景场作为参考,按照平差思想探测船载重力测量数据的粗差。实验结果表明,依据本文方法能有效探测船载重力测量数据的粗差。     

温盐深测量平台发展现状与趋势

温度、盐度和压力是海洋重要的基本物理特性参数。温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)是海水温盐剖面观测的关键仪器,在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。本文介绍了几种典型的温盐深测量设备及移动观测平台,重点论述了CTD在Argo浮标、水下滑翔机等海洋移动观测平台上的应用现状,分析了水下滑翔机搭载的CTD在热滞效应、湍流等因素影响下产生的测量误差。最后探讨了以水下滑翔机为代表的海洋移动观测平台搭载CTD测量技术的发展趋势及应用前景。     

增强现实技术在水下定位测量中的应用

增强现实（AR）技术是应用领域非常广泛的新技术，涉及社会生活的多个领域，如医学、军事、交通、教育、娱乐、工业机械、景观规划、文物保护等，目前也已应用到水下工程中。本研究中AR技术首次成功应用到国内海洋工程水下定位测量作业中，以遥控水下机器人（ROV）为载体，搭载3D水下摄像机并配备相关水下传感器，通过专用AR软件将结构物三维模型、虚拟标识物、虚拟测量工具叠加到从水下传到水面的视频画面中，实现了水面操作人员与水下真实环境的实时交互，从而实时监测水下结构物的位置和姿态。将AR技术应用于水下定位测量，突破了传统的作业模式，具有高精度、高效率、低成本、无接触式和实时测量的优势特点，ROV不用紧贴结构物，软件操作便捷、测量数据精度可靠且实时显示，有效降低ROV的作业风险，提高作业时效。     

重力辅助匹配惯性导航系统研究

常规的航位推算方法无法满足水下潜器长时间工作的导航要求,惯导设备的定位误差随时间积累,重力异常数据和重力梯度数据进行匹配辅助导航可以连续的对惯性导航系统积累误差进行校正。 文章介绍了利用重力辅助惯导的思想和原理,对重力辅助惯性导航进行了讨论,建立包含重力异常/ 重力梯度数据的 Kalman 滤波算法,并采用改进的 ICCP 算法对重力异常匹配导航进行了模拟试算,结果表明在现有的技术条件下,重力辅助匹配导航能够胜任水下航行的工作任务,保证长航时的水下定位精度。     

借助EGM2008的海域重力异常反距离加权插值算法

构建高精度高分辨率的海域重力异常模型,是将海洋重力测量数据应用于全球高程基准统一和水下重力匹配导航等技术领域的关键步骤之一。针对反距离加权插值算法仅利用了海域重力观测值的空间信息,没有考虑重力观测值物理特性的缺陷,提出一种借助EGM2008重力场模型构建海域重力异常模型的反距离插值算法。以DTU10重力异常数值模型为基础数据,设计了海域重力测量数据格网化实验,结果表明本文算法能有效改进海域重力异常格网模型的计算精度。     

星载SAR浅海水下地形和水深测量模拟仿真──水下地形高度、坡度和方向与可测水深分析

根据星载合成孔径雷达(SAR)浅海水下地形和水深成像机理,建立了浅海水下地形和水深雷达后向散射截面仿真模型.利用该模型模拟并分析了不同地形条件下,浅海水下地形的雷达后向散射截面.分析结果表明,水下地形高度越高,SAR可测量的水深越深;水下地形坡度越大,越易被SAR所观测.水下地形的星载SAR测量还与水下地形的方向有关,与卫星飞行方向平行的水下地形最易被SAR观测,与卫星飞行方向垂直的水下地形最不易被SAR观测.     

上海市滩涂水下地形测量研究

针对上海市滩涂水下地形测量工作的历史与现状,详细介绍了滩涂水下地形的测量方法、技术标准以及测绘成果的应用,说明了水下地形测量工作在水利事业中发挥的重要作用,并对更好地提高测绘精度提出了建议,展望了滩涂水下地形测绘的未来发展。