海空重力测量技术体系构建与研究若干进展(二):数据归算与误差分析处理技术

分析评述了作者所在研究团队在海空重力测量技术体系建设领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,重点从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题。其目的之一是向读者成体系地推荐我们多年积累的研究成果,目的之二是想借此机会通过回顾和梳理研究团队的发展轨迹和科学感悟,在新的起点上定位未来的发展方向、发展目标和发展思路。分三个部分进行介绍,本文为第二部分,主要涉及海空重力测量数据归算与误差分析处理两个领域的研究成果。     

基于Bjerhammar边值理论的似大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自现代Bjerhammar边值理论的似大地水准面计算模型适用性问题,重点围绕地面重力异常向下延拓和似大地水准面计算两个解算阶段,分别提出了3种实用化的积分模型改化方法,同时设计了三阶段改化模型实验检验方案,使用超高阶位模型EGM2008作为数值模拟标准场,对两个解算阶段不同改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化Bjerhammar方法计算似大地水准面可获得1～2 cm的内符合度。     

海洋重力场特征统计模型计算与分析

海洋重力场特征参数在地球重力场逼近计算和海上测量优化设计中具有重要的应用价值。基于卫星测高重力在海域具有覆盖范围广且分布均匀的独特优势,提出了利用最新卫星测高重力数据集开展海洋重力场特征统计模型计算和分析的研究方案,给出了代表误差和协方差函数模型参数的计算公式,定义并研究了海洋广义布格重力异常的变化特征,提出了等精度和非等精度拟合经验协方差函数的计算模型。利用中国近海及西太平洋海区超过50万个5'×5'方块的1'×1'网格卫星测高重力异常数据,首次计算得到一组有代表性的中国周边海域重力场特征统计模型参数,较好地揭示了海洋重力场有别于陆地重力场的变化特征,利用海面船测重力数据对计算结果进行了可靠性检核,提出了相应的模型参数修正方案和使用建议。     

海底地形测量成果的质量检核评估(五):数字测深成果的多样化拼接检查

为进一步规范"二级检查、一级验收"制度,提高作业单位对自身资料潜在质量问题的预判能力,提升海洋测量成果验收的工作效率和成果优秀率,指出:各级业务部门应从两方面对海底地形测量数字测深成果开展质量检查并留存全过程记录,一是构建交叉点不符值数列并基于内、外精度指标作量化表征;二是生成多维、多类型海底地形曲面并在位置交叉域作直观拼接。针对成果水深在深度方向的异构性提出了基于水位改正逆过程的解决方法,多角度展示了《海洋测量信息处理工程》水深数据处理与成图软件中数字测深成果基于测深点、线、面的多样化拼接检查功能。     

海面高对北斗定位精度影响的研究

研究了海面高要素对北斗一号卫星导航定位系统定位精度的影响规律,并进行了仿真计算,利用研制的海上用户接收机进行了陆地试验和海上试验,证明了考虑海面高因素的海上用户接收机能有效地提高北斗定位精度。     

机载激光测深波形去噪算法对比分析

对机载激光测深数据进行去噪拟合是提取水底地形的关键步骤.本文对比了小波自适应阈值去噪、经验模型去噪(EMD)以及联合去噪的效果,利用多元高斯拟合对去噪效果进行检验.对比得到了最优去噪算法及最优参数选择,实现对海底特征的高精度提取.结果表明:在测深数据进行小波阈值去噪时,固定阈值小波去噪效果优于其他去噪效果,去噪分解层级...     

测高数据在计算海平面时的取权

根据卫星测高数据分布所具有的低纬时稀疏、高纬时密集的特点,提出了计算平均海平面时非交叉点数据的解析定权公式和交叉点数据的解析定权公式。     

海洋测量中异常数据的定位研究

本文在简要分析和总结海洋测量的特点基础上,提出两种具有抗差能力的检测海洋测量异常数据的处理方法,一种是基于样本分位数的统计方法,另一种是基于抗差M估计的选权迭代插值比较法,文中详细讨论并解决了采用以上两种方法实现异常数据定位过程中的一些关键问题。与现有的一些处理方法相比较,两种新方法均具有较强的异常值定位能力,模拟数值计算和实际处理多波束测深数据的结果均证实了两种处理方法的有效性,新方法的推广和应用对提高我国海洋测量成果的质量和可靠性将起到积极的作用。     

利用FFT技术计算地形改正和间接效应

给出了计算局部地形改正和间接效应的改进公式及其谱计算式;确定了地形改正和间接效应级数展开计算式的可选次项和最佳积分半径;论证了计算地形改正需要进一步提高地形高数据分辨率和计算间接效应可以降低对地形高数据分辨率和精度要求的依据;讨论了精细积分面积元对计算地形改正的作用.     

多波束和机载激光测深位置归算及载体姿态影响研究

我国继研制成功多波束测深系统后,正在着手研制机载激光测深系统。本文根据以上两种测深新技术的特点,全面推导了条带式深度测量位置归算的严密计算公式及其相应的精度估算公式,在推演过程中,充分顾及了海洋测量的动态效应即载体姿态的影响。本文最后还结合我国自行研制的实际系统参数数据,对位置归算改正的量值大小进行了数值计算和精度评定。