基于RTK的测量艇实时姿态模型研究及应用

当前,小艇挂载单波束测深系统实施水深测量时,易受风、流、涌浪等复杂因素影响,导致水深测量精度偏低。为了探究船体姿态对水深测量数据精度影响机理,提升单波束水深测量精度,基于RTK实时测定船体三点的高程,结合小艇姿态改正模型,确定小艇实时姿态、航向、换能器动态吃水及升沉,重算深度及位置。通过在珠江口某海域设置不同姿态场景实测数据,计算实时小艇姿态等数据,分析不同船姿态对测深精度的影响规律,重算了水深及位置数据,有效地提高了单波束水深数据精度。

基于Ping的Douglas-Peucker法抽稀阈值优化选取

抽稀阈值的合理选取直接影响多波束测深数据抽稀结果和构建海底地形的表征能力,在基于Ping的Douglas-Peucker法多波束测深数据抽稀的基础上,提出了计算拟合曲线曲率值确定多波束测深数据抽稀阈值的方法。通过算例分析,验证了该方法在多波束测深数据抽稀中的适用性和有效性,取得了较好的抽稀效果。

抗差估计在多波束测深异常值探测中的应用

针对传统最小二乘趋势面滤波法在多波束测深异常值探测过程中存在的不足,提出一种基于抗差估计的选权迭代趋势面拟合滤波法,利用等价权将抗差估计理论与最小二乘趋势面拟合有机结合起来,以趋势面拟合系数求解模型作为判别异常值的迭代推值模型,介绍了多波束测深异常数据探测及滤波的基本步骤,结合仿真和实测数据采用不同滤波方案进行分析比对.研究结果表明:经选权迭代趋势面拟合法滤波后的海底地形表面较为平滑,同时微小地形得以保留,跳点以及孤立点得到剔除,滤波效果较为理想.

多波束测点位置归算横纵摇耦合效应分析

多波束测点位置归算是多波束测深数据处理的重要环节,位置归算精度的高低将直接影响测深成果质量。针对目前多波束测点位置归算过程中存在的横纵摇耦合效应问题,首先,以换能器基阵坐标系统下测点位置归算为例分析横纵摇耦合效应产生的原因。进而,推导换能器基阵旋转角与横纵摇角之间的关系并在原模型的基础上建立改进的测点位置归算模型。最后,通过仿真实验对原模型与改进模型的计算结果进行比对分析。结果表明:当纵摇角较小时,横纵摇耦合效应对测深影响不明显;当纵摇角较大时,在边缘波束附近,原模型的测深相对误差超过了规定限差。因此为获取高质量测深成果,宜采用改进模型进行位置归算以避免横纵摇耦合效应的影响。研究结果为进一步改善多波束测点位置归算精度提供一定参考。

多波束测深系统时延偏差探测及校正方法

在利用多波束测深系统进行高精度海底地形测量时,各传感器之间数据采集时间不同步的问题,即存在时延偏差,这将会直接影响多波束测深数据质量,为此提出了一种基于最小二乘原理的多波束测深时延偏差探测及校正方法,给出了时延偏差探测及校正计算模型,设计了时延偏差探测及校正流程,通过实例分析,验证了所提方法的适用性和有效性。

深海潜标布阵方式对海面声源定位精度的影响

针对深远海条件下海面声源目标定位精度与海底潜标布阵方式相关性问题,建立了基于到达时间差(TDOA)体制的被动定位模型,根据设计工况讨论了海底潜标布阵原则,利用蒙特卡洛数值模拟方法分析了声源位于阵内、阵外以及阵元失效3种情况下定位精度分布情况。仿真结果表明:当4个潜标呈矩形分布时,仅东、西两侧较小区域未覆盖,覆盖范围内平均定位精度约为34.1 m。随着阵元数增加,在中心区域附近定位精度显著提高,阵型外侧定位精度由内向外逐渐下降。当目标位于对角线方向靠近顶角附近时,模型交汇解算性能较差,定位精度大于500 m。当1#潜标失效时,测量海域西北角方向定位精度较差,但精度优于25 m的区域要比5#潜标失效情况大。7#潜标失效时,定位精度与各阵元均正常的情况接近。研究结果为海面声源测量系统设计、阵型选择、精度评估等海洋工程应用提供理论依据。

海洋磁力仪绝对准确度的测试与分析

绝对准确度是海洋磁力仪重要的技术指标之一,是海洋磁力测量成果质量的基本保证。针对目前海洋磁力仪技术指标检测内容和方法的欠缺,尤其缺少绝对准确度的测试方法,以G-882型海洋磁力仪为例,在分析其静态噪声基础上,利用地磁测量中仪器比对的方法及同步连续观测分析法,以国家基准地磁台磁力仪为标准仪器,介绍了海洋磁力仪绝对准确度测试方法。经实际测试,该方法简单、有效,可作为技术人员测试海洋磁力仪绝对准确度的一种手段。把检测值改正到海上测量成果中,可提高海洋磁力测量成果的精度。

多波束水深测量马修斯法辅助声速剖面改正

马修斯法是单波束水深测量声速改正的常用方法,为了提高多波束水深测量声速改正精度,利用马修斯方法的参数,在该方法基础上推导出新的改正公式,并将之运用在多波束水深测量中的声速剖面重构;实验表明,该方法略优于水文内插法;与纯数学拟合外延方法相比,具有明显优势;运用该方法可以得到效果更好的海底三维图,提高多波束水深测量精度和作业效率。