基于地磁共生矩阵的水下地磁导航适配区选择

提出了一种基于地磁共生矩阵的地磁适配区选择算法。通过对地磁共生矩阵反演出的地磁角二阶矩、地磁对比度、相关性、熵以及逆差矩参数的分析,确定了地磁适配区所对应的截止阈值,并验证了该方法的可行性。     

顾及波浪影响和深度约束的水下控制网点绝对坐标的精确确定

为解决传统海底控制网点绝对坐标确定费时费力、垂直解精度不高的问题,提出一种顾及波浪影响和深度约束的水下控制网点绝对坐标精确确定方法。首先,开展了波浪影响研究,提出水下控制网点间高差确定方法以及利用该高差和GNSS垂直解的网点绝对高程确定方法。在此基础上,提出附加深度约束的圆走航单点绝对三维基准传递法、深度约束的二维自由网平差法及联合点间高精度深度差的组合约束平差法和三维联合约束平差法。最后对提出的方法进行验证。该方法可提高作业效率,将传统方法高程确定精度提高了1个量级。     

流速对TSMS定位精度的影响研究

隧道断面测量系统TSMS的测量精度直接影响着沉管水下对接精度和可靠性,为确定测量精度,研究了TSMS的工作原理和定位模型,在此基础上,推导了定位误差模型及流速影响模型,分析了流速对TSMS定位精度的影响,并给出了一些有益的结论。     

ADCP盲区流速最优推算模型自适应确定方法研究

根据3种经典垂线流速分布模型,推导出适合ADCP盲区流速计算的局部模型,并基于模型内符合精度及其与实际观测垂线流速的相关系数,提出了根据不同时态和流态自适应确定盲区流速模型的思想和方法。实验验证了所推导的盲区流速计算模型的正确性,以及盲区流速最优推算模型自适应确定思想和方法的有效性和可靠性。     

利用ICCP的水下地磁匹配导航算法

分析了传统水下导航定位方法的局限,研究了基于ICCP的水下地磁自主导航算法。首先,研究了局域地磁场建模方法,认为多面函数构建局域地磁场模型较优;然后,研究了ICCP地磁导航算法,并对其作了改进;最后,以所建立的局域地磁场模型为背景,进行了地磁匹配算法的仿真实验,给出了该算法的精度指标及影响因素。     

一种改进的机载激光测深深度偏差模型

机载激光测深在潮间带获取海底地形应用中具有高效、灵活、经济等优点,但测深精度受海洋水文参数和仪器测量参数影响严重,传统偏差模型因顾及的要素不全面,修正精度不高。因此,采用逐步回归法构建了一种改进的顾及水深、水体含沙量、波束扫描角和传感器高度等参数的深度偏差修正模型。实验结果表明,机载激光测深原始水深经传统偏差模型和改进偏差模型修正后均能满足国际海道测量组织（International Hydrographic Organization,IHO）一等测深标准,且改进模型修正精度优于传统模型修正精度。     

基于多面函数的局域地磁场建模方法研究

基于多面函数,研究了局域海洋地磁场建模的理论和方法,并对建模中数据质量的控制问题、适用于地磁场建模的核函数的选择问题、平滑因子的选择以及建模数据的选择等关键问题进行了研究,并根据地磁数据变化剧烈的特点和多面函数的特性,提出了分区建模的设想.将该方法与传统的 Taylor 多项式、Legendre 多项式和曲面函数建模方法进行了比较,表明该方法具有较高的精度和可靠性.     

顾及非格网数据考虑地形改正的GPS水准高程拟合

系统分析了目前常用的确定高程异常的重力法和几何法在山区ＧＰＳ网中的局限性。提出了一种顾及非格网数据考虑地形改正的ＧＰＳ水准高程拟合法,同时对利用非格网数据和内插格网概略大地高所造成的影响也进行了估计。建议在形起伏较大地区,借助地形图内部部分特征点作为虚拟ＧＰＳ观测值,参与整体内插计算,有助于提高计算精度。     

MRU位置偏差二次探测及多波束异常条纹地形消除方法研究

针对多波束测深数据中常出现的沿航迹向异常条纹在浅水影响显著,传统方法机理不完善和异常消除不彻底问题,基于多波束数据处理原理分析成因,认为主要由于诱导涌浪未补偿或姿态传感器（motion reference unit,MRU）位置偏差量测不准带来的诱导涌浪补偿残余所致,为此提出基于往返测线测深点对深度不符值的MRU位置偏差二次分段探测方法和异常条纹消除方法。首先通过最近平面点搜索,发现同名点对;然后分段构建深度不符值与欲探测的MRU位置偏差关系模型,并借助支持向量机回归参数抗差估计法估计位置偏差;最后给出修正模型,消除测深数据中异常条纹影响。实验表明,所提方法从机理上较彻底地消除了异常测深条纹影响,也为MRU安装偏差探测提供了一种新方法。     

通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络构想

从海底控制网设计、布设、测量、数据处理和海洋声速场构建几个方面介绍了海底控制网建设的现状。结合国家海洋战略需求和海洋大地测量技术发展,分析了现阶段海底控制网建设面临的问题:认为目前的海底网规模小,缺乏信息共享,功能单一;设计与布设原则未与控制网等级关联,多为定性描述,缺乏操作性;声速场精度和分辨率偏低;测量和数据处理仅考虑了海底控制点的定位问题,难以满足大区域、高精度海洋PNT（positioning, navigation, and timing）基准网建设需求。据此,利用海洋声道的远程通讯和测距定位能力,提出了建设联合北斗/GNSS（global navigation satellite system）定位和通信导航功能的通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络的构想,针对该网络的功能和布放设计、高精度、高分辨率海洋声速场模型的构建、各类PNT基准点的测量和整体网平差处理、海底PNT基准点的自校准和自维护、覆盖水域的位置增强服务、目标和环境的遥测和感知服务等几个关键技术问题,提出了实施方法和设想,以期解决当前海洋控制网大区域建设面临的缺乏通讯、布网原则和测量方法不完善、功能单一等问题,为新一代高性能海洋大地测量及PNT导航定位服务网络的建设提供支撑。认为随着长距离布网优化设计、增强位置服务、精确授时和时间同步、远程通讯及网络功能的拓展和应用服务等难题的突破,所构想的网络体系必将引起海洋PNT建设的一次变革。