多波束水体影像中噪声干扰的削弱方法研究

多波束水体影像在水下目标探测和识别方面具有较高的应用价值,但受波束旁瓣效应、第三方声呐干扰及复杂的海洋环境噪声等影响,水柱影像中噪声严重,给图像质量和水下目标探测及识别带来较大困难。在分析噪声来源及成因的基础上,根据其空间分布特点,提出了基于强度分布规律的异常"弧圈"检测与消除方法和基于图像交集和差集运算的背景噪声削弱方法,实现了水体影像中噪声的综合抑制,保留目标的同时改善了水体影像的质量。     

精密多波束测量中GPS高程误差的综合修正法

在精密多波束测量中,GPS RTK/PPK高程在提供瞬时垂直基准方面起着重要的作用.为获取高质量的换能器瞬时垂直基准,需对GPS RTK/PPK高程进行质量控制.为此,提出一种综合的质量控制方法,即利用Heave短时修正法、潮位联合吃水和Heave的长时间综合修正法,该法以融合后的记录来代替GPS高程中的异常记录,有效地消除了异常GPS RTK/PPK高程的影响,提高了多波束在垂直方向的最终成果精度.实践验证了该方法的正确性.     

海底控制网测量和解算中的几个关键问题

剖析了影响海底控制网定位精度的几个问题,认为海洋声速短时变化大且规律性不强,构建声速场模型是削弱声速代表性误差的有效途径。声速对测距定位影响还与波束入射角和深度相关,影响显著,不容忽视;在声速稳定水域,利用入射角近似相同的观测距离差分定位可取得较高的精度,否则精度难以保证。引入压力传感器提供的深度或深度差,利于改善控制网垂直解精度,但需顾及两点间潮高差。     

联合NSCT与多重分形的高噪声侧扫声呐图像分割

针对现有分割算法对高噪声侧扫声呐图像分割准确率低的问题,提出了一种综合利用NSCT(non-subsampled contourlet transform)分解图像、局部标准差和均值组合增强图像和多重分形判断图像奇异性的侧扫声呐图像分割方法。首先,借助NSCT分解图像,获得滤除高频噪声且保留轮廓信息的低频图像和一系列高频方向子带图像。然后,基于侧扫声呐图像中目标及其阴影伴随出现的特点,计算低频图像的局部标准差与均值的组合特征,获得分别突显目标及其阴影的特征图,使用多重分形分割方法分割特征图,获得低频图像分割结果;利用图像差分和非极大值抑制方法分割高频方向子带图像,获得高频分割结果;融合高低频分割结果获得目标及其阴影的精细边缘。最后通过试验验证了本文方法的有效性。     

长期验潮站潮位观测误差的综合探测及修复方法研究

在分析潮位观测值中粗差和系统误差特点及现有检测和修复方法的基础上,提出了一种基于潮汐调和分析、概率论与数理统计相结合的潮位误差综合探测和修复方法。在长期潮位站实现了粗差和系统误差的准确探测和修复。     

海洋测量的进展及发展趋势

对海洋测绘的现状及最新进展进行了分析,并就其发展趋势给予了探讨。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

基于SOFM网络的声图非监督分类

利用局部窗口内的灰度纹理共生矩阵的统计量、灰度均值和两个分维数作为特征矢量,利用SOFM网络进行非监督分类侧扫声纳海底图像,通过实测数据验算,取得了理想的效果。     

基于面积差的声速剖面自适应简化方法

提出了一种基于面积差的声速剖面自适应简化方法。首先,研究了不同声速剖面之间面积差与声线跟踪误差间的关系,建立了二者关系模型;然后,给出了基于跟踪精度约束的声速剖面简化方法和流程;最后,对该方法开展了试验验证,在无人工干预的情况下,方便地实现了声速剖面的简化,显著地提高了测深数据处理效率。     

侧扫声呐图像海底线自动提取方法研究

针对现有方法在侧扫声呐水柱区图像受发射脉冲、海面回波、尾流及大面积悬浮物等干扰情况下海底线无法自动准确检测和提取,造成斜距改正后目标图像严重畸变和错位等问题,基于侧扫声呐成像机理以及图像特点,提出了海底线最后峰值检测法和基于海底变化渐进性和海底线对称性的海底线修复方法。结合Kalman滤波以及上述方法的特点和适用对象,提出了一种海底线自适应综合检测和提取的方法,并给出了完整的数据处理流程。该方法应用于烟台水域,消除了海况差、悬浮物遮挡等问题的影响,实现了复杂海洋噪声影响下海底线的自动跟踪。与外部测深数据比较,取得了均方根为±0.17 m的跟踪精度。