三分量磁通门传感器校正的循环优化算法

由于制造工艺的原因,三分量磁通门传感器存在固有的零位误差、标度误差和正交误差。介绍了三分量磁通门传感器固有误差的特点,及其数学描述方法。提出了一种循环优化算法,将优化算法引入全部固有误差的校正,采用循环计算的思想提高了解算误差校正参数的准确度。解决了由于测量数据中三种固有误差的同时存在,难于准确求算每种校正参数的问题。应用表明,循环优化算法大大提高了三分量磁通门传感器的校正效果。     

基于单轴定标的三轴磁传感器的误差校正

提出了一种校正三轴磁传感器综合误差的新方法。该方法利用三轴磁传感器的误差校正数学模型和遗传算法,通过预先对其中某单轴灵敏度定标,并以此为标准来校正其他两轴以及综合误差。仿真结果表明,该方法稳定收敛并可达到1nT精度。用实际地磁场测量数据对该方法进行验证,结果表明磁传感器性能得到极大改善,测量精度有了较大幅度提高。     

基于粒子群优化算法的PSO-BP海底声学底质分类方法

利用粒子群优化算法（PSO）较强的鲁棒性和全局搜索能力等优点,将PSO算法与BP神经网络相结合,优化了BP神经网络分类时的初始权值和阈值。基于珠江河口三角洲的侧扫声呐图像数据,提取了海底声呐图像中砂、礁石、泥3类典型底质的6种主要特征向量,利用PSO-BP方法对海底底质进行分类识别。实验表明,3类底质分类精度均大于90%,高于BP神经网络70%左右的分类精度,表明PSO-BP方法可有效应用于海底底质的分类识别。     

基于改进粒子群优化算法和模糊熵水下图像分割

由于水下图像受到水下光照条件以及水质的一些特性影响,存在对比度低、灰度不均、目标边缘模糊等特点。传统基于最大熵原理的阈值法尽管能实现某些特定的分割任务,但是采用凸模糊集的隶属函数和穷举法存在计算复杂度高、时效性差等缺点。在传统模糊熵分割算法的基础上,重新定义了模糊熵,并根据最大熵原理,利用改进粒子群优化算法(PSO)来搜索分割阈值。通过水下图像处理试验证明,该算法对简单背景的图像分割是有效的;与传统分割方法相比,具有更强的自适应性和抗噪性。     

磁通门传感器研究现状及其在海洋领域的应用

磁通门是一种测量直流或低频交变矢量磁场的高精度磁场传感器,经过80余年的发展,其综合性能不断提升.除了常见的探头结构,在国内外研究者不断创新下,涌现出了许多新颖的磁通门探头结构.随着磁芯材料和电子学技术的发展,古老的磁通门传感器仍具有进一步发展的巨大潜力,未来它将向更高的灵敏度、更低的功耗、更小的体积等趋势发展,同时会...     

基于改进量子粒子群算法的AUV路径规划研究

针对海洋环境下自主水下机器人（AUV）的路径规划问题,提出了一种基于框架四叉树的改进量子粒子群算法（QPSO）,首先使用框架四叉树的方法对障碍物建模,该方法提高了建模的精度且对后续算法的效率也有极大的改进,之后设计改进的量子粒子群算法,并且结合水下环境的特殊性设计适应度函数,综合考虑航线路径长度、偏转角度以及海流影响,使得算法可以在水下环境中寻得能耗最短的解路径。最后通过仿真试验验证,相比于传统的栅格法和粒子群算法,改进量子粒子群算法的运算时间更短,收敛速度更快,其独特的适应度函数可以使AUV能更好适应水下多变的环境,且能利用海流设计能耗更小的路径,具有很大的实用价值。     

基于RBF和PSO的双喉道气动矢量喷管优化设计

本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优,找出了更好的双喉道气动矢量喷管设计参数组合。数值模拟结果显示,优化后的双喉道气动矢量喷管的矢量角有了明显提高。试验表明这种优化方法具有很好的优化能力,可以用来对喷管几何外形进行参数优化。      

多波束测深边缘波束误差的综合校正

边缘波束误差是影响多波束测深数据精度的主要因素,数据精度影响其可信度和使用范围,也是进行相关研究的基础.多波束勘测系统声呐参数的精确校正、勘测区声场模型的建立以及实时勘测海洋噪声的合理剔除是影响边缘波束数据质量的关键因素,严重时甚至导致勘测数据出现沿测线方向的条带状假地形或地形位置偏移.上述因素对多波束勘测数据的影响是一个综合作用的过程,靠单一的校正或编辑方法很难提高采集数据的精度.以多波束勘测原理和声学理论为指导,以多波束实测数据为研究基础和分析对象,运用GIS面向对象方法,全面分析造成多波束勘测大误差边缘波束的原因,并探寻改善已勘测多波束大误差数据、提高数据精度的综合处理方法,最终以可视化的方式实现人机交互处理.该项研究成果已初步应用于海洋项目总图编绘工作,并取得了预期效果.     

海洋专用高精度压力传感器温度特性及补偿算法研究

针对压阻式压力传感器存在易受环境温度影响的缺点,提出一种新型温度补偿算法。文中使用高低温试验箱和高精度活塞式压力计对压力传感器进行定标实验,考察压力传感器的温度特性,结果表明传感器输出受温度影响较大且温漂系数与压力呈线性关系,经过温补算法修正后,传感器在-5~50℃、0~60 MPa的范围内实现了0.03%F.S.的压力测量精度。该温度补偿算法实现了传感器温漂特性与时漂特性的分离,具有良好的可操作性和实用性。同时,提出了一种低通滤波的方法,可以较好地抑制环境温度快速变化时传感器出现动态测量误差的问题。     

基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究

采用Jason-2校正辐射计的亮温数据与GPM Ku波段测雨雷达的降雨率数据,开展基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究。为避免波束填充效应,对Ku波段测雨雷达降雨率数据进行网格化处理,分别构建3×3,5×5及7×7网格的建模数据集和验证数据集,通过建模数据集建立了3种基于校正辐射计的降雨率估计算法研究,并通过验证数据集进行检验。结果表明:对GPM Ku波段测雨雷达的降雨数据进行3×3,5×5及7×7的网格化处理,可以在降雨率估计算法研究时有效避免波束填充效应,7×7网格化处理方法效果最优。对3种不同的算法比对,发现利用校正辐射计3个通道亮温信息的线性组合形式估计降雨率效果最优,相对偏差可达42.33%。     

Argo浮标电导率漂移误差检测及其校正方法探讨

文章引入位势电导比(potential conductivity ratio)的概念,对一个在西北太平洋上观测时间长达4a的Argo剖面浮标进行了诊断分析,并利用现场CTD资料和简单的误差消除法,对该浮标由电导率传感器漂移所产生的盐度误差进行了校正处理,且与目前同际上公认的WJO方法进行了比较,发现利用现场CTD资料校正Argo浮标长期观测所产生的盐度误差更直观、更简便,其校正结果也是可信的。     

Research on Bulbous Bow Optimization Based on the Improved PSO Algorithm

In order to reduce the total resistance of a hull, an optimization framework for the bulbous bow optimization was presented. The total resistance in calm water was selected as the objective function, and the overset mesh technique was used for mesh generation. RANS method was used to calculate the total resistance of the hull. In order to improve the efficiency and smoothness of the geometric reconstruction, the arbitrary shape deformation (ASD) technique was introduced to change the shape of the bulbous bow. To improve the global search ability of the particle swarm optimization (PSO) algorithm, an improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm was proposed to set up the optimization model. After a series of optimization analyses, the optimal hull form was found. It can be concluded that the simulation based design framework built in this paper is a promising method for bulbous bow optimization.     

海洋压力测量仪器的校准方法及结果评定

文中通过实例阐述了海水压力测量仪器的校准原理、校准方法及校准结果不确定度评定方法.     

后向散射系数测量仪实验室定标技术

水体后向散射系数(bb)是水色遥感的重要参数之一,其现场准确测量的关键是测试仪器的严格定标。文章将针对我们从美国Hobilabs公司引进的HS-6后向散射测量仪的实验室定标和定标中的注意事项、数据结果分析以及自然光对实验室定标的影响进行阐述。     

自动校准技术在温盐传感器的应用

本文介绍了自动校准的温度和盐度测量技术，该技术应用在海洋863项目中水质监测浮标的温盐传感器中，自动校准技术可使传器稳定性，准确芳得到很大提高，对应用到海洋领域进行长期观测的传感器具有重要意义。     

OBS浊度标定与悬沙浓度误差分析

利用光学后向散射浊度计OBS-3A,在长江河口南槽进行大小潮周期连续观测。利用OBS室内和现场浊度标定,计算不同潮时OBS观测悬沙浓度相对误差,并对影响其观测精度因素进行分析。主要结果有:(1)现场OBS标定R值比室内标定偏低,但也在0.8以上;(2)大潮平均相对误差值变化比小潮大,在悬沙浓度低于1.5kg/m3条件下,大小潮悬沙浓度平均相对误差都在15%以下;(3)悬沙粒径大小是影响OBS观测精度的主要因素,生物、泥沙颜色、水色和水中气泡等因素也对观测结果产生一定影响。     

二维前视声纳阵列的幅相误差计算方法

二维前视声纳是一种基于二维阵列的采用空间谱估计技术探测前方目标和海底地形的声学设备。传统的基于特征根的波达方向估计方法需要阵列协方差矩阵以及一个精确阵列几何形状、幅度、相位等信息。但是由于声纳阵制造工艺的原因,实际的声纳阵各阵元具有一定的幅度不一致性和相位不一致性,影响了波达方向估计的性能。文中提出了一种利用阵列协方差矩阵的特性和自校正方法来对二维阵列的幅相误差进行联合计算的方法,它可以估计出每个阵元的幅相误差随入射角变化的曲线,改善波达方向估计的性能。     

一种水下数字式深度传感器设计及标定方法

在水下设备的设计过程中,往往需要根据不同的水深执行相应的动作或参与不同的运算处理。提出一种数字深度传感器的设计和微分式标定方法,采用新华龙24位高精度模数混合处理器作为信号处理单元,对压力应变片的模拟量进行采集标定和变送,最终输出结果为数字信号传输。详细介绍了该数字式深度传感器的设计原理和标定方法,通过与以往该类别传感器实验对比以及在实际使用中充分验证,体现了该传感器精度高和抗干扰能力强的特点,具有工程应用价值。     

基于荧光原理的叶绿素a传感器校准方法研究

利用传感器对水体叶绿素a 浓度进行原位测量是获取实时、连续、长时间序列数据的重要手段。本文在对RBR 传感器和ECO（Environmental Characterization Optics）传感器进行原理分析和线性度、稳定性、重复性等基本性能测试的基础上，利用单一藻种培养液和2020年南海北部海域现场数据校准传感器，并对新的传感器校准系数进行验证。结果表明：两台传感器使用新系数比原出厂系数的叶绿素a 浓度测量准确度有明显提高。RBR 传感器现场数据校准系数的计算结果与叶绿素a 标准值误差最小，平均绝对误差从1.93 μg/L 减小到0.35 μg/L，平均相对误差从55.1%减小到10.9%；ECO 传感器藻液系数明显优于出厂系数和现场数据校准系数的计算结果，平均绝对误差从1.76 μg/L 减小到0.59 μg/L，平均相对误差从50.3%减小到15.1%。传感器测量准确度的提高，可为海洋环境监测、海洋生态灾害预警等工作获取真实可靠数据提供支撑。     

一种改进的变步长BLMS算法

在BLMS(Block Least Mean Square) 算法的基础上提出了一种变步长算法,它除具有BLMS算法的特点,还提高收敛速度,降低了权失调噪声,具有较好抑噪能力。适用于实时噪声抵消,计算机仿真效果较好。