极区冰下浅表层声学监测浮标系统研发与应用

北冰洋海域的水声学研究在冰下通讯、导航定位、目标探测以及海洋环境参数反演等方面起着重要作用。而研发集成极区冰下浅表层声学监测浮标系统,获取长期连续气-冰-海界面的主要环境参数数据及冰下声学特性信息,是开展冰下水文和声学环境特性研究的重要手段。本文研究了一种极区冰下浅表层声学监测浮标系统的设计,该系统主要由主控制模块、供电模块、数据采集模块、数据远程传输模块、远程监控中心五部分组成,通过各个模块的开发与集成测试、数据的采集与传输测试、野外试验等,实现了对极区气-冰-海界面主要环境参数以及冰下浅表层声学特性参数数据的持续观测。本系统于2021年8月在中国第12次北极科学考察任务中完成现场应用,在极地低温恶劣环境下运行可靠稳定,实现了包括水声数据在内的极区各项环境观测参数的远程传输。     

一种网络RTK新技术——增强参考站

通过分析虚拟参考站技术和主辅站技术的不足,提出了一种新的网络RTK技术———增强参考站技术(ARS)。分析了这种技术的原理并阐述了该技术中改正数的生成方法,同时,提出了一种基于RTCM编码的适合于该技术的改正数编码格式。在此基础上,分析了该技术的RTK定位精度、数据传输效率和系统可靠性,从理论上说明了增强参考站的技术优势。最后,以四川综合GPS服务网(SIGN)的子网数据对该技术进行了验证,结果表明,该技术具有高定位精度、高数据传输效率的特点,是一种理想的网络RTK技术。     

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

为了利用雷电定位系统 (lightning location system,LLS) 资料统计人工观测雷暴日数,采用湖北省2007—2012年LLS监测资料,选取25个气象站为圆心,统计其不同监测半径 (r) 圆区域内LLS监测的雷电日数,并与人工观测雷暴日数进行比较。结果表明:r≤7 km时,LLS监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数;r≥8 km时, LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数;r=22 km圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。根据r=7 km,r=8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料,分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数,结果显示:二元法效果最好。二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等,平均差异为7.4%;二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0.8 d,平均差异为12.3%。     

GPS在测绘中的应用

GPS全球定位系统（Global Positioning Systen）,是美国国防部研制的全球性、全天侯、连续的卫星无线电导航系统,可提供实时的三维位置、三维速度和高精度的时间信息。由于GPS定位系统具有精度高、速度快、成本低的显著优点,被广泛地应用于城市、公路、铁路、水利、石油等测绘工作中。     

基于倒置声学基阵的INSUSBL组合导航算法研究

文中关注水下潜航器导航定位时,电磁波传播途径中能量衰减、惯导系统长航时积累误差以及提高水下潜航器定位精度等问题。基于倒置的超短基线声学基阵,分析声波往返传播时间(RTT)、平面波近似方法和USBL导航解算方法及其坐标转换过程,结合INS误差方程,建立INS/USBL松组合模型。为进一步提高系统精度、动态性能和抗干扰性,考察USBL的原始斜距、斜距差以及声学基阵的空间分布信息,提出基于USBL原始输出信息的INS/USBL紧耦合组合导航方法。通过MATLAB仿真对导航算法进行验证,结果表明两种算法能充分抑制纯惯导误差随时间积累问题,且有效地估计出姿态、速度和位置误差角;其中紧耦合方法状态估计误差最小,导航参数精度相对松组合提高30%以上,对于提高水下载体导航定位精度、海洋探测具有重大意义。     

声学应答释放器电路部分可靠性分析

声学应答释放器是一种对可靠性要求很高的海洋环境监测设备,文中对国家海洋技术中心研制的声学应答释放器进行了可靠性分析。首先介绍了声学应答释放器的电路构成及功能;然后依据可靠性建模相关理论完成电路部分可靠性模型建立,依据可靠性模型,预计了设备的固有可靠度;最后有针对性地提出改进措施,用于指导声学应答释放器设计,为释放器技术研究提供计算模型与可借鉴的经验。     

GNSS三维仿真测量实践教学系统的实现

GNSS三维仿真测量系统将虚拟现实技术用于实践教学,能够突破设备、场地、学时等多方面的限制,切实增强学生的实践能力。本文介绍了其设计思路,并重点阐述了运用Unity3D进行系统开发所涉及的关键技术,可为其他教学研究和开发提供参考。     

JFR 海底热液区多波束声纳数据处理与分析

基于收集到的东太平洋海隆北段Juan de Fuca Ridge热液活动区的高精度多波束声纳数据,应用加权移动平均算法, 生成典型的高精度海底DTM;应用声纳图像处理技术,生成高分辨率海底声纳镶嵌图,并对其海底地形及海底声学图像进行 处理和分析。通过处理与分析,对JFR热液区海底地形地貌特征有了初步认识,对于我国大洋调查和海底热液区探测具有一 定的借鉴作用。     

欢迎订阅《中国介入影像与治疗学》

《中国介入影像与治疗学》杂志创刊于2004年,是由中国科学院主管,中国科学院声学研究所主办,中国工程院医药卫生工程学部协办的国家级学术期刊,主编为邹英华教授。刊号:ISSN1672-8475,CN11-5213/R。是中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、中国科学     

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