海洋牧场人工鱼礁群探测及空方量测算方法

为了得到人工鱼礁位置及体积,以海洋牧场测量项目为例,综合利用高分辨率声学测量及高精度定位设备,实现对水下人工鱼礁位置、形态及周边海底地形的精密测量;以获取的地理空间数据为依据,对鱼礁进行精确定位,构建人工鱼礁地形模型。分析了多种堆积物体积计算方法,选用最优方法测算鱼礁体空方量并与实际投放空方量进行比较。结果显示,研究方法在人工鱼礁投放区域位置探测方面与实际投放位置非常符合;体积计算方面,在投放多年的鱼礁区域存在25.76%误差,而在新投放的鱼礁区,误差仅为2.22%。研究表明,综合采用高精度定位设备及水下测深、侧扫声呐探测手段,可以准确确定鱼礁投放位置及实际存在形态,对于新投放的人工鱼礁,也可以比较精确地测算其真实投放空方量,但是对于投放时间比较长的人工鱼礁区,由于冲刷、沉陷等多种因素的影响,测算结果与实际投放数量存在一定的差异。研究结果证实了综合利用声呐探测及高精度定位设备在客观公正评价海洋牧场建设过程中的科学性和有效性,可为我国的海洋牧场建设提供有效的监测及评价技术支撑,为海洋牧场建设过程中人工鱼礁的投放效果及后续运行及管理提供科学依据。

基于参数搜索的水声定位时标跳变改正方法

利用水声定位技术可将全球卫星导航系统(GNSS)维持的位置基准传递至海洋内部。国内GNSS-声学海底定位实验通常采用多种硬件设备相互配合完成,但不同设备输出的观测数据可能存在时标跳变的问题。一般可通过冗余观测解决时标跳变问题,但对于无冗余观测的情况,尚无有效的解决办法。本文提出基于参数搜索的时标跳变改正方法,构建时标偏差的搜索空间,以水声定位结果的单位权方差为判定指标,通过数值方式搜索观测数据的时标跳变。利用实测海试数据对提出的方法进行验证,结果表明,参数搜索方法成功探测到声学设备数据约1 s的时标跳变,并通过改正时标将水声定位精度从dm级提升至mm级。

渤海金州湾全新统沉积物声速与土力学参数的相关性

声速是海底地声学研究中的基本物理量和重要参数,研究其分布特征及其与土力学参数之间的相关性具有重要的科学意义和实用价值。基于渤海金州湾的高分辨浅地层剖面数据和钻孔取样试验数据,通过反演计算获得了全新统内微细层序的声速数据及与之对应的沉积物土力学参数数据集,从而对沉积物的声速特征及其与土力学参数之间的相关性进行研究。结果表明:金州湾全新统的平均声速为1.505~1.734 km/s,平均值为1.601 km/s;粉砂、粉土、淤泥、淤泥质黏土和淤泥质粉质黏土五种沉积物类型的声速平均值分别为1.734、1.645、1.511、1.588、1.567 km/s,变化趋势大致反映了声速随粒径和含砂量的减小而减小的特征;声速与湿密度、干密度和压缩模量之间均存在较显著的线性正相关关系,与孔隙比、含水率、液限、塑性指数和压缩系数之间均存在较显著的线性负相关关系,而与塑限之间的相关性一般,与液性指数无相关性。

GPS精密卫星钟差的计算模型研究

为解决卫星相对钟差估计问题,设计3种观测网布设方案,比较采用不同网型数据计算的卫星钟差结果,并将计算所得的卫星钟差应用于精密单点定位计算,分析其对定位精度的影响。结果显示,卫星钟差的计算模式与跟踪站位置无关,小区域计算的卫星钟差也具有较高的应用价值。

EGM2008模型精化研究及其在濒海工程中的应用

利用最新的全球大地水准面模型EGM2008,结合区域GPS/水准网点成果精化区域大地水准面模型,并将该模型的计算结果分别与GPS/水准网点直接内插所得结果、实测数据所得高程异常值进行对比。结果显示,我国大地水准面与全球大地水准面之间存在系统性偏差,约为24.5 cm;在沿海地区精化的区域大地水准面模型可达到±5 cm的精度,可以满足近岸海岛高程传递和近岸海洋测绘等工作的需要。

远程GPS验潮方法研究

提出了基于精密单点定位(PPP)技术的远程GPS验潮方法,可有效地弥补现有实时动态GPS验潮模式受距离限制的缺陷。分析了影响GPS验潮精度的各种因素,并针对具体的试验区域,将远程GPS验潮方法在不同作用距离下的观测结果与验潮仪的观测结果分析比对,结果表明基于PPP技术的远程潮汐测量方法切实可行,因此扩大了GPS验潮的作用范围,提高了海洋测绘的作业效率。

基于GNSS方位辅助惯性导航系统的水下地形精密测量技术

多波束测深技术是目前水下地形测量的主要技术手段,测量平台的瞬时姿态及方位是影响多波束测深系统最终成果准确度的重要因素。GNSS方位辅助惯性导航系统,作为目前应用较为广泛的方位、姿态、及位置综合测量系统,不仅能够提供高精度位置信息,同时也能提供测量平台的瞬时姿态及方位数据,而且因为具有GNSS方位辅助测量,使得最终方位测量结果比传统方位测量精度大大提高,这对于多波束最终测量成果精度提高具有重要意义。文中从GNSS方位辅助惯性导航系统原理及技术优势出发,结合Trimble RTX后处理技术,从姿态测量、方位测量及辅助高程测量方面分析了在多波束水下地形测量中的应用,并以实际测量成果来展现其在水下地形精密测量技术方面的优势,结果显示,定位精度可以达到优于2 cm级别,方位精度可以优于0.01°(依赖于双GNSS天线之间的基线长度),该技术对水下地形测量准确度提升作用显著。

山东省沿海高程/深度基准转换模型及其精度评估

为实现陆海协同、时空一体的地理空间数据体系建设,需将陆海基础地理信息在统一基准中表达。通过构建陆海高程/深度基准转换模型,实现了山东沿海高程基准与深度基准之间的相互转换。本研究联合利用验潮站数据、卫星测高数据等多源数据,借助潮汐数值模拟、调和分析及模型优化等方法,通过区域潮汐模型、平均海面高模型和海面地形模型等模型构建,完成了山东沿海空间分辨率1.2′×1.2′的深度基准面1985国家高程基准模型构建,并利用验潮站实测结果分析了该转换模型精度,结果表明,中误差<15 cm,这为中国海域甚至全球海域垂直基准统一和转换提供了切实可行的技术方法和理论基础。

海上动态GPS大气可降水量信息反演

基于精密单点定位(PPP)技术,对海洋上空大气可降水量(PWV)信息反演方法进行研究。采用随机游走过程估计方法,动态模拟船载GPS接收机天顶对流层湿延迟(ZWD)在时间和空间尺度上的随机变化。利用渤海湾船载动态GPS测量数据和同步气象观测数据,结合海洋动态环境,以渤海湾MM5模式积分水汽为参考值,详细分析不同随机过程噪声约束和卫星截至高度角等因素对PWV提取精度的影响。结果表明,选取槡2～5mm/h的随机过程噪声约束以及7°～10°的卫星截至高度角,海上船载动态PWV反演结果与MM5模式积分水汽基本一致,其偏差的绝对值均小于3 mm,均方根误差优于1.2 mm。

无人机航摄系统在海岸带大比例尺测图中的应用

总结了海岸带测绘技术的发展,研究了无像控无人机航摄系统的组成和数据处理流程。以即墨市小岛湾海岸带区域为例,开展了无人机海岸带大比例尺测图试验,并对成果进行了精度分析。结果表明,在海岸带地区,可以利用无人机航摄系统采用无像控点模式实现大比例尺测图。

基于EGM2008重力场模型的高程联测方法

为提高高程联测的工作效率和精度,提出基于EGM2008重力场模型,GPS技术结合似大地水准面的高程联测方法,并在山东地区比较了不同方法拟合高程异常残差的精度。研究结果表明:加权反距离法的拟合标准差为6.3 cm,优于其他方法,高程联测的精度可信。

基于TM影像的胶州湾水深遥感

以胶州湾20m以内浅水域为研究区域，并按照0～2m、2—5m、5—10m、10～20m的水深对其进行分区，利用Landsat-5 TM数据进行水深遥感。结果表明：各区分别建立线性回归模型反演水深的精度要高于不分区时建立的模型；无论分区与否，多波段组合模型的反演精度最高，且在既不是太深也不很浅的区域反演效果最好；新建立的多时相单波段模型反演水深的精度在水深较浅的区域精度有较大的提高。

机载激光测深系统试点应用研究

首先概述了三种最新的机载激光测深系统的基本情况,然后介绍了两次不同的机载激光测深系统试验的情况及其结果。试验情况表明,机载激光测深系统在南中国海能够到达标称的测深能力,能够实现海陆一体化地理空间数据获取,具有广阔的应用前景。

半日潮特征海域平均大潮高潮面的计算方法

计算半日潮特征海域平均大潮高潮面的关键在于,一是应有足够长时段且满足精度的潮汐实测或预报数据;二是应尽可能准确选定大潮时刻高潮位。针对大潮时刻高潮位在时间选取上的困难,从月相物理意义出发,证明了当日月黄经差值约为0°时,大潮时刻对应月相朔;当日月黄经差值约为180°时,大潮时刻对应月相望。提出并实现了顾及半日潮龄值及逐时日、月黄经差的平均大潮高潮面计算方法。

基于GPS单点测速的海浪测量方法初探

首先分析比对了已有的测波方法,阐述了将GPS单点测速应用到测波中的优点。然后讨论了基于多普勒频移的测速方法,并分析了各类误差对测速精度的影响。最后利用静态数据进行动态测速模拟试验和实测动态数据测速与RTK（Real Time Kinematic,实时动态测量系统）位置差分测速进行一致性检验。结果表明,使用静态数据采用高频导出多普勒值测速的精度可以达到亚厘米每秒的量级,而采用原始多普勒观测值进行测速因接收机型号的不同,结果差异较大;动态测速试验中,采用导出多普勒测速的方法与RTK位置差分测速的符合精度可达3~15 cm/s。

沿海区域不同坐标系统转换方法研究

沿海区域的测绘资料主要采用1954年北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家坐标系(旧称WGS84坐标系),造成使用不便,需要构建这些系统之间的转换关系。不同方法和不同分区的大量试算表明,1980西安坐标系与WGS84坐标系可以采用7参数转换模型,3个分区和5个分区的精度都能达到0.5 m,其中5个分区的精度较好。由于1954年北京坐标系的特殊性,简单的7参数模型不能确保系统的转换精度,1954年北京坐标系与WGS84坐标系最好采用曲面拟合方法实现坐标转换,整个沿海区域采用6个分区,精度可以达到0.5 m以内的转换要求。

山东沿海潮汐的时空特征分析

综合利用山东沿海长期验潮站和短期验潮站获取的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到山东沿海验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析山东沿海潮汐的时空特征。结果表明:山东沿海潮汐类型以规则半日潮和不规则半日潮为主;山东沿海平均潮差在0.35~3.06 m范围内,平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差变化基本一致;在山东沿海的黄河口及莱州湾附近海域呈现出明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等存在区域性分布;平均高潮间隙在1.7~11.7 h之间变化。

徕卡ADS80数字航空摄影测量系统在电力工程勘测设计中的应用研究

一、引言 某地地形主要以山区、丘陵为主，部分为平地及居民区，而且4条线路同向并排，勘测作业任务是按照业主及设计专业要求提供120km平断面线路图的勘测工作。本工程的技术特点是数据处理速度快且准确、可靠，影像清晰、地物分辨率高，有利于勘测设计方案的优化，而且工期短、生产成本低。

海籍调查采用的坐标系统探讨

海籍调查是海域使用论证工作中的重要内容之一,宗海位置图及其界址点坐标成果是海域权属的重要参考。《海籍调查规范》中规定采用WGS-84坐标系,这与我国测绘主管部门规定使用的CGCS2000坐标系不同。文章介绍了这两种坐标系的区别,给出了建设性的意见,可为海域使用论证及相关管理提供参考。

基于双差动态定位的近实时潮位变化反演

基于GAMITTRACK双差动态定位模块计算海洋潮汐。将不同基线组合下的计算结果分别与压力式验潮仪记录值比对,验证该方法的可行性和适应性;比较不同星历和基线组合的结果,得出在150km基线以内,采用IGS最终星历得到的潮位变化结果精度最高,但不具备实时性;超快速星历结果精度稍次之,可以用于实时GPS验潮;广播星历结果最差,仅满足短基线实时验潮的要求。