GNSS-A直线测量模式及航迹组合优化分析

海底控制点的GNSS-A定位精度受到测量船相对于海底控制点的航迹影响,本文针对圆形测量模式垂向几何结构较弱的问题,给出了一种新的基于嵌套圆的直线测量模式的分析方法,研究了直线测量模式的参数可估性,并给出了直线测量模式得到唯一解的条件.同时,详细分析了圆形测量模式下要增加十字航迹的原因,推导出圆加十字测量模式下获得海底控制点最优三维点位精度的走航半径约为1.15倍水深.理论分析表明,在圆形测量模式下增加直线航迹能够有效增强其几何结构,提升定位效能.此外,针对是否存在唯一的最优航迹进行了思考,并给出了相应的见解.最后,利用深海实测数据验证了理论推导的结果,圆加十字测量模式较圆形测量模式对海底控制点定位的精度提升可达1.4 cm.

     

海洋磁力仪性能指标分析与测试

海洋磁力仪性能测试和评价是海洋磁力测量前期技术准备的重要内容,也是当前海洋磁力测量规范要求的薄弱环节。研究了海洋磁力仪的性能指标的具体含义,提出了切合实际的海洋磁力仪性能指标测试内容、流程、方法和要求,采用G-882G SX海洋磁力梯度仪实测数据,计算了海洋磁力仪动态噪声、内符合精度和外符合精度等关键指标,为海洋磁力仪性能测试工作提供了技术指导,也为海洋磁力仪国产化中面临的性能指标论证和设计提供了依据。     

基于模糊决策理论的重力辅助导航区域选择方法

针对传统重力辅助导航区域选择方法仅利用单一评价指标所导致的评价结果不全面这一缺陷,提出一种基于模糊决策的多指标综合选取方法。首先,应用该方法计算目标区域重力异常的标准差、粗糙度、相关系数、重力信息熵和重力坡度等表征重力特征的统计参量;然后,利用模糊决策理论方法求解出指标的隶属度矩阵和权阵,得到区域总的评价指数;最后,依据总评价指数进行匹配区选择。仿真结果表明,本方法具有较好的可靠性,评价指数高的区域,其匹配效果更好。     

海域超大范围外部重力场快速赋值模型构建

针对海域超大范围外部重力场快速赋值的特殊需求,分析了3种传统扰动引力赋值模型的适用性和局限性,分别提出了直接积分改进模型、点质量改进模型和直接积分与点质量混合模型。利用数值计算验证了3组改进模型的合理性和有效性,为实际工程应用奠定了必要的理论基础。     

海空重力测量平台倾斜改正修正模型

针对现行海空重力测量平台倾斜改正模型存在的近似性问题,提出了顾及地球扰动重力和科里奥利（Coriolis）加速度两个水平分量影响的平台倾斜改正修正模型,从理论上论证了使用修正模型的合理性,通过数值计算评估了使用近似模型可能带来的误差影响量值,同时使用实际观测数据验证了修正模型的有效性,为修改完善海空重力测量作业标准和数据处理模型提供了必要的理论支撑。     

基于改进A*算法的水下重力匹配导航路径规划

水下重力匹配导航作为辅助手段,能够有效克服惯性导航系统在水下长时间航行产生的误差积累.重力场的不规则性,使得不同海域重力场适配性存在差异,重力特征变化显著的海域匹配精度较高,反之精度较低.在适配性评价基础上,对导航路径进行规划有助于提高作业任务可行性,合理规避不利因素.本文采用重力异常标准差、粗糙度等特征参数对海域重力场适配性进行评价,形成重力场适配格网参考图,引入A^*算法规划起始点和目标点间路径,达到了有效规避非适配区、提高航路设计合理性的目的.传统A^*算法存在的问题是,规划路径折线较多、线路总弯曲度大,本文设计了一种改进方法,通过前后向对比分析,对单个路径节点逐个进行筛选过滤,有效减少了冗余航向调整,实现了路径的平滑优化.     

一种改进的海底控制点非差定位函数模型

海底大地测量控制点的定位精度受复杂的海洋环境的影响,因此构建合适的、符合实际情况的函数模型显得尤为重要。本文首先提出了传统的海底控制点声学定位的函数模型,详细介绍了该定位模型的计算流程,并分析了其弊端。在传统的单程模型基础上,文中提出了改进的定位函数模型,双程模型。针对不同走航航迹的情况,利用最小二乘解算和抗差最小二乘解算对不同函数模型进行了定位解算。结果显示,改进的水下非差定位模型能有效改正由于声信号传播过程中测量船继续行进而产生的时延测距误差,提高了海底控制点的定位精度;抗差最小二乘解算可以有效克服粗差对定位精度带来的影响;在线性走航情况下,更能有效消除测距误差对水平分量的影响,水平分量的精度可达毫米级;高程分量精度稍显逊色,精度为厘米级。     

利用DEM数据计算地形质量重力梯度的新方法

重力梯度由低频、中频和高频信息构成,其高频信息主要受地形质量的影响,为了更好地利用地形数据获取重力梯度高频信息,提出一种全新的方法——高斯-勒让德积分法,根据模型算例和实测DEM数据验证了该方法的有效性。结果表明,高斯-勒让德积分法作为一种全新的解算方法,与传统的棱柱法和直接积分法相比,在一定的精度条件下解算效率更高,在重力梯度测量相对落后和重力资料欠缺的情况下,利用该方法由DEM数据来解算重力梯度的高频部分是可行的,相较于传统解算方法而言,其具有一定的优势。     

Helmert方差分量估计在水下声学定位中的应用

水下声学定位技术是海洋大地测量的关键技术。在测量过程中,通常采用圆走航的方法对海底控制点进行定位。由于圆走航在垂直分量的解算精度相比线性航迹垂直分量的解算精度较差,本文提出采用圆走航和线性走航相结合的方法来确定海底控制点的坐标。考虑到不同走航航迹的数据采用等权模式解算与实际情况不符,采用Helmert方差分量估计的方法确定两类观测值的权。研究结果表明,采用圆走航和线性走航相结合的方法,并采用Helmert方差分量估计的方法确定圆走航和线性走航观测值之间的权比,垂直分量的精度要优于圆走航和线性走航各自独立解算的精度,有效提高了海底控制点的定位精度。     

一种使用抗差估计的保护水平重构方法

北斗全球卫星导航系统(简称北斗三号系统,BDS-3)的建设对拓展全球卫星导航系统(global naviga tionsatellitesystem,GNSS)的应用有重要作用,为多星座融合定位、导航和授时提供了重要支持.多系统融合定位给用户提供了更多的导航信息源,也为导航卫星系统完好性和用户自主完好性指标的实现提供了...