高程基面问题浅议

介绍国内现存的几种高程基面,分析工程中使用高程基面时存在的问题,提出测量系统规范化、标准化的紧迫性和必要性。     

函数模型与随机模型双约束的GPS-InSAR数据融合方法建立三维形变场

针对InSAR技术研究地表三维形变时监测信息不足的问题,以GPS监测信息为先验信息,建立附有随机模型约束的地表三维形变模型。考虑到SAR卫星极轨方式运行导致LOS向观测量对南北向形变不敏感的问题,以GPS南北向形变观测值作为强约束,构建三维形变解算的函数约束条件。模拟数据与西安地区实测数据的计算结果表明,基于随机模型与函数模型共同约束的地表三维形变参数最小二乘解的精度优于仅有函数模型约束或仅有随机模型约束及无任何约束的参数解精度。     

URANS investigation of the interaction between the free surface and a shallowly submerged underwater vehicle at steady drift

An axisymmetric underwater vehicle (UV) at a steady drift angle experiences the complex three-dimensional crossflow separation. This separation arises from the unfavorable circumferential pressure gradient developed from the windward side toward the leeward side. As is well known, the separated flow in the leeward side gives rise to the formation of a pair of vortices, which affects considerably the forces and moments acting on the UV. In this regard, the main purpose of the present study is to evaluate the role of the leeward vortical flow structure in the hydrodynamic behavior of a shallowly submerged UV at a moderate drift angle traveling beneath the free surface. Accordingly, the static drift tests are performed on the SUBOFF UV model using URANS equations coupled with a Reynolds stress turbulence model. The simulations are carried out in the commercial code STARCCM+ at a constant advance velocity based on Froude number equal to F_n = 0.512 over submergence depths and drift angles ranging from h = 1.1D to h = ∞ and from β = 0 to β = 18.11°, respectively. The validation of the numerical model is partially conducted by using the existing experimental data of the forces and moment acting on the totally submerged bare hull model. Significant interaction between the low-pressure region created by the leeward vortical flow structure and the free surface is observed. As a result of this interaction, the leeward vortical flow structure appears to be largely responsible for the behavior of the forces and moments exerted on a shallowly submerged UV at steady drift.     

Modeling of iceberg drift in the marginal ice zone of the Barents Sea

The paper is focused on the analysis of the drift of tabular iceberg observed in 2009 in the marginal ice zone of the North-West Barents Sea. Momentum balance equations are derived from the Kirchhoff equations describing plane motion of solid body in an ideal fluid. Field works performed on the drift iceberg and on the drift icenear the iceberg are described. Results of the field works and numerical simulations of the iceberg drift and rotation are performed and discussed. It is shown that acceleration of water flow around the iceberg has visible influence on the iceberg drift. Kinetic energy balance of drift iceberg is used to estimate the forces applied to the iceberg by the drift ice.     

利用半参数模型估计确定验潮组网的深度基准面

深度基准面的确定是进行海洋测量的基础,准确确定深度基准面是进行海洋测量的有效前提。提出了一种将CORS技术与验潮组网技术进行结合的新传递深度基准面的方法,实现长、短期验潮站同步验潮实现深度基准面的增强传递;提出了采用半参数模型理论来求取潮差比的计算方法;具体阐述了验潮组网通过间接平差求取短期验潮站的深度基准面的计算方法,减少了验潮测量的人力投入,计算潮差比时考虑了系统误差的影响,计算短期验潮站时考虑了观测误差对深度基准面传递的影响。     

基于椭球不确定性的平差模型与算法

测量平差模型中的参数通常存在一些不确定的附加信息或先验信息,充分利用它们可以对部分参数进行约束,从而保证参数解的唯一性和稳定性。本文利用椭球集合描述不确定性,建立了一个新的带有椭球不确定性的平差模型。以两个椭球交集的外接椭球的特征矩阵的迹最小平差准则,分析了不确定度的传播规律,给出了带有椭球不确定性的平差方法。最后,通过算例验证了算法的有效性,说明了平差解与带权混合估计的关系。     

大面积水深异常检测的条件变化自编码算法

针对大面积海底地形数据缺失或异常的复杂及多变性特点,结合条件变分自编码器(CVAE)与深度卷积生成对抗网络(DCGAN),构建了条件变分自编码生成对抗网络(CVAE-GAN)大面积海底伪地形的检测与剔除方法。本文方法利用条件变分自编码算法改变原有的样本分布,通过对训练样本的学习重新构建样本之间的分布规律,有效提高了高维到低维映射的稳定性;结合生成对抗网络,提高了整体算法的稳健性,最终得到较优的检测与剔除结果。采用水深格网数据进行试验,并与中值滤波法、趋势面滤波法进行比较。结果表明,本文方法在精度、稳定性及噪声稳健性方面有所提高,验证了本文方法在海底地形数据处理上具有可行性。     

广东省统一深度基准项目的设计研究

根据对广东省现有长期验潮站数量、分布以及水位数据情况的分析,确立了在已有长期验潮站的基础上,采用适当布设短期验潮站的方式,对长期验潮站进行加密补充;建立海区调和常数变化模型,并结合水深数据、卫星测高数据,构建海洋潮汐模型;最终建立深度基准模型的总体设计思路。广东省统一深度基准的建立,可实现深度基准面1985高程模型的构建,相邻测区间水深成果的无缝拼接,沿海水深成果与陆地地形成果的相互转换,GNSS技术下的水深测量(无验潮模式)以及对沿海范围内海岸线和海岛岸线的精确推算。     

一种基于点云法向量的基准特征提取与倾斜分析方法

针对目前将三维激光扫描技术应用于变形监测领域存在基准特征难以提取、点云数据分析缺乏适用的方法等问题,本文提出了一种基于点云法向量的基准特征提取与形变分析方法。首先利用局部平面拟合方法获得点云的法向量,并沿点云法矢方向探测基准点;然后利用三次B样条曲线对探测的正确基准点进行拟合;最后根据拟合曲线计算基准高程和对径点倾斜角分析基准特征形变信息。对某化工厂的罐体点云数据进行基准特征提取结果表明,该方法可以快速、全面地获取监测对象的整体信息,且能够正确分析监测对象的基准形变。     

大气折光系数测定及在悬索桥基准索股线形测量中的应用

大跨度悬索桥基准索股跨中位置处于百米高空,如何测得精确的垂度值,对主缆线形进行控制至关重要。本文分析了影响悬索桥基准索股垂度测量精度的主要因素,提出了基于实时大气折光系数改正的单向三角高程的跨中垂度测量新方法。在桥址区建立高精度的高差基准,通过对桥址区的大气折光系数的测定及改正试验,证明该测量方法切实可行。基准索股跨中垂度采用双测站进行测量,当双测站所测同一点绝对垂度互差小于10 mm时,取双测站所测垂度均值作为该点的垂度值。该方法的测量结果达到设计精度要求,对同类工程测量项目有借鉴意义。