海洋测深波束角效应改正的方向问题研究

提出了顾及方向性的海底倾斜角解算模型。通过不同测线方向的数值仿真,验证了该模型的正确性,表明沿水深梯度方向布设测线可获得最接近于真实的海底倾斜角。     

海洋测深波束角效应改正的海底倾斜角求解差分算法

在海底地形测量中,由于波束角效应导致探测的海底地形存在失真。为提高海底地形的测量精度,应消除或减弱波束角效应影响。而对未知海底的倾斜角求解问题是解决波束角效应的难点之一。为此,针对单波束测量提出了一种实用的海底倾斜角差分算法。实例计算表明,差分算法更为有效、合理,适合于计算机处理。     

机载LiDAR测深中海底地形坡度的影响及改正EI北大核心CSCD

机载LiDAR测深ALB(Airborne LiDAR Bathymetry)是测量沿海地区地形图和水深图的最有效的技术之一,其通常是利用ALB海面和海底反射回波的峰值位置来计算水深值。然而,当绿色(532 nm)激光光束到达海底时,光斑范围内的具有坡度的海底地形会导致海底反射回波波形展宽、峰值位置偏移等现象,从而产生海底位置的不确定性,进而直接影响海底地形测量的准确性。为了减小这种影响,本文提出了一种机载LiDAR测深的海底地形坡度影响改正方法。通过考虑ALB激光光斑内海底地形的连续性,基于ALB激光光斑范围内局部地形参数模型FTPM(Footprint-scale Topography Parameters Model)构建ALB海底反射回波模型,通过定量分析不同水深、不同海底地形坡度所引起的海底反射回波峰值位置变化,以确定海底地形坡度对ALB测深的影响规律,进而构建ALB测深误差方程针对性地改正海底地形坡度引起的测深误差。本文采用中国南海甘泉岛附近海域所测ALB和多波束测深数据对所提方法进行了验证。结果表明,海底地形坡度影响改正后,平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)和中误差RMSE(Root Mean Square Error)分别减小到9.4 cm和12.3 cm,较改正前分别降低了35.6%和33.5%,对ALB测深数据处理具有参考意义。     

多期水深测量数据的冲淤分析定量计算

由于受水流等因素影响,水下地形常发生冲淤剧烈变化,对江海沿岸水工设施的安全运营和航道的畅通产生举足轻重的影响,因此研究水下地形的变化幅度和变化规律尤为重要。传统的地形变化分析借助人工切断面进行计算,工作繁杂量大、精度难以得到保证,一般也只限于局部区域的分析,研究大范围冲淤变化难度较大。文章首先重点分析和解决如何利用计算机对多期水深测量的大量离散点采用科学的方法进行定量计算,并以此为理论依据编制了相关的程序,满足了水下地形分析中诸如两期冲淤等值分析,冲淤土方计算等实际生产需要,得到了生产实践的验证。     

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。     

一种多波束声速剖面反演与海底地形校正技术

为了解决在多波束测深中声速剖面代表性误差会造成平坦海底地形凹凸变形的问题,提出了一种基于海底观测值的声速剖面反演与海底地形改正技术。该技术利用波束入射角以及单程回波时间信息,建立波束位移与误差声剖的函数关系,采用间接平差与LM（Levenberg-Marquardt）法反演得到与实际声速剖面相近的改正声速剖面,从而达到校正海底畸变地形的目的。海上实验数据验证表明:与含有误差的海上声剖值相比,反演改正后的声剖值更接近海上实际声剖值;水深改正的相对标准差降低50%以上,有效地削弱了畸变海底地形的影响。     

GPS-RTK与测深技术在水下地形测量中的应用

简要介绍了利用GPS-RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本作业步骤,并通过工程实例说明无验潮和传统验潮两种模式下取得的水深测量数据均能满足相关规范要求。     

RTK无验潮水深测量误差分析及控制方法

实时动态(real time kinematic,RTK)无验潮水深测量技术已成为海洋测绘发展的方向。从RTK无验潮水深测量原理和误差来源入手,定性与定量分析了高程拟合误差、波浪引起的误差、仪器测量误差、定位时延以及仪器安装等误差对成果精度的影响,指出选择恰当的拟合模型是控制高程拟合误差的关键,安装姿态传感器可以削弱波浪引起的误差,提出测量前对换能器连接杆进行垂直度测量、采用双频接收机和PPS等控制方法可以有效减小测量误差。结合实践提出减小RTK无验潮水深测量精度四点建议,为RTK无验潮水深测量技术的推广应用提供参考。     

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。     

基于多波束测深数据的GRID_DDM构建方法评估及分析

系统分析了现有格网数字水深模型(GRID_DDM)插值数学模型的优劣,针对高精度、高密度多波束测深数据,采用不同的建模方法进行GRID_DDM构建,定量评估相关插值方法的精度与效率。实验表明,剖分插值和自然邻点插值方法构建的GRID_DDM精度较高,且效率可被接受,是多波束测深数据GRID_DDM构建的优选方法。     

无验潮水深测量测深精度分析及检验

无验潮水深测量是利用RTK(real-time kinematic)测得的GPS天线精确的三维坐标确定定位点的平面位置,RTK高程结合由测深仪同步测得的水底点水深值换算出同一平面位置上定位点的水下高程或水深值.无验潮水深测量具有工作效率高,省工省时等特点.本文对无验潮及验潮水深测量方式的原理进行了介绍,对无验潮水深测量...     

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。