基于浅剖图像的海底管线状态自动诊断方法

为填补SBP(sub-bottom profiler,SBP)图像水下管线掩埋状态自动诊断研究空白以及提升水下管线巡检的自动化程度,给出了一套完整的水下管道掩埋状态自动诊断方法与流程。首先利用高效数据预处理方法准确还原了管线真实信息;其次基于Frangi滤波增强技术实现了海底线的准确提取;然后利用深度学习技术实现了管线目标的高可靠性检测;最后,给出了管线掩埋状态的判断准则,利用管线检测结果与海底之间的位置关系自动判断出管线的掩埋状态。利用多种型号浅地层剖面仪实测数据进行实验,结果表明,水下管线的检测精度可以达到了0.952的召回率和0.962的平均精度均值,基于目标检测结果能够实现管线掩埋状态的准确诊断。

深水多波束测深系统测深精度评估

深水多波束测深系统主要应用于高精度全覆盖水下地形测量,随着现代水声技术的发展,其可同时获得海底地貌信息(底质分类)、水柱信息(水体中的油气),成为海洋探测必不可少的设备。对深水多波束测深系统原理、功能、发展做简要介绍,对多波束系统测量误差与精度评估方法进行了初步研究,并利用上海海洋大学"淞航"号首航实测数据,开展了EM302深水多波束测深系统的安置偏移量检校和测深精度评估工作。该工作具有较强实用性,为深水多波束的合理高效使用提供有益的参考。

基于圆型基阵的水下声信标搜寻仪性能测试

基于声信标信号特征的快速识别技术、远距离微弱信号的快速定位技术、空域时域组合的多目标分辨技术,研发了基于圆型基阵的水下声信标搜寻仪“天科寻海一号”。通过消声水池、海上现场等试验,对其各项指标和整体性能进行了测试。该设备探测距离达3000 m、方向分辨力达0.5°,具备同时搜寻多个声信标的能力。通过实时交会定位方法,可对大面积海域进行快速搜索及准确定位,具有重要的工程应用价值。

多波束声纳计量测试系统设计

为满足多波束声纳量值溯源与传递需求,设计多波束声纳关键参数的计量测试系统。基于大比尺原型深水港池和多维运行控制机构,通过水下横向测距代替垂向测深的方式对多波束声纳进行了测深准确度与有效条带宽度的计量测试。阐述了测试系统的主要组成和测试方法,给出了本测试系统测深结果的扩展不确定度。参考标准值与示值(或标称值)比对结果表明,被检多波束声纳测深示值误差小于0.2%,条带宽度误差小于7%。为规范水下声纳设备技术指标校准,指导多波束声纳计量标准建设提供参考。

无人船声学探测设备集成设计优化方法研究

常规海底探测任务多使用声学探测设备,按照预设测线航行作业,载体航行扰动和自噪声往往直接影响数据质量和作业效率。通过水动力仿真模拟和实船测试等技术手段研究无人船集成声学探测设备的方法,提出设计优化方案来指导无人船的设计与制造,最终实现实船所测数据满足95%置信区间小于0.25,达到IHO44特优级标准,充分证明提出的关于无人船声学探测设备集成设计方法的研究是可行的,具有推广和深入研究的意义。

移动扫描系统在1∶2000地形图成果检验中的应用

基于移动扫描系统提出一套新的1∶2 000地形图检验流程,通过与全站仪、RTK等传统数学精度检验方式,论证移动扫描系统三维点云数学精度对于1∶2 000地形图精度检测的适用性。通过与传统人工外业巡视等传统地理精度检验方式,对比、分析全景影像对于地理精度检测的辅助作用。实验结果表明,移动扫描系统的三维点云数据数学精度符合1∶2 000地形图测绘成果质量精度检测要求,以全景影像辅助地理精度检查一定程度降低外业检验时长。因此,将移动扫描系统运用于1∶2 000等大比例尺地形图成果质量检验工作能一定程度优化检验流程、提升质检效率,为测绘成果质量检验工作提供新思路。

免棱镜精密全站仪测角测距性能研究

介绍了免棱镜全站仪测量精度的检验,通过对Leica TCR802全站仪在有棱镜和免棱镜2种条件下的测角测距性能多方面进行对比测试,并对大量测试结果进行处理和精度分析,得出一些对实际工作有参考价值的结论,为生产提供参考依据。

徕卡Scanstation C10扫描仪扫描质量影响因素分析

基于徕卡Scanstation C10扫描仪的坐标测量原理及其测量精度,分析了扫描角度与扫描距离对点位误差的影响情况;利用该仪器按照设计的实验方案进行数据采集,之后提取所获点云的强度数据,并以强度平均值为指标研究了扫描角度、扫描距离、反射体材质对强度值的影响情况。综合研究表明,徕卡Scanstation C10扫描仪的最佳扫描角度为[0°,20°]、最佳扫描距离为[15m,40m]、最佳扫描材质为反射率较高的标准反射体。

指推法治疗急性期肩周炎的临床分析

目的:肩关节周围炎是临床上一种常见疾病。指推法遵循"以痛为腧、不痛用力"的原则,能够减轻患者在治疗过程中的疼痛感。本研究通过与中药热敷配合红外线照射的疗法对照,观察指推法治疗急性期肩周炎的临床疗效。方法:将70例急性期肩周炎患者随机分为指推法治疗组及热敷对照组,治疗前后分别进行视觉疼痛评分及肩关节功能评分,对比两者间差异。结果:两组患者治疗后均取得一定的疗效,指推法对于急性期肩周炎疼痛的缓解及症状的改善都明显优于热敷对照组。结论:早期干预肩周炎患者可取得良好的治疗效果,指推法治疗急性期肩周炎患者疼痛感轻,疗效更为显著。

海底表层沉积物力学特性分析测量系统设计与实现

针对海底水雷埋设、监听器布设、观测网建设及海底作业等任务对海底沉积物力学特性参数的需求,结合现有科考船的实际装备要求,通过对剪切强度和贯入阻力参数测量技术的研究,设计研制了船载海底表层沉积物力学特性分析测量系统,实现了海底表层沉积物剪切强度和贯入阻力特性参数现场分析测量,解决了因样品多次移动或长期保存致使力学特性变化而导致测试结果失真的问题。详细论述了海底表层沉积物力学特性分析测量系统的组成、方案设计及功能。

多波束测深系统检测海底电缆及数据处理方法研究

海底电缆检测作为海缆运维的关键环节,对保障海上输电正常运营至关重要。为了提高多波束测深系统在海底电缆检测中的效率及稳定性,在SONIC 2024多波束测深仪分辨率估计模型基础上,推导了附加海缆管径约束条件的波束开角、数据更新率、最大航速间的关系式及推荐值,研究了多波束检测海底电缆数据采集与后处理各环节的核心技术。以射阳海上南区H1300MW风电项目220 kV海底电缆作为研究对象,开展基于多波束系统的海底电缆检测及数据处理工程实践,分析检测结果表明,SONIC 2024浅水多波束测深系统可对裸漏及悬空的海底电缆实现精准检测,能如实反映海底电缆本体的真实情况,且扫测的海缆周边海底微地形地貌清晰可辨,在裸漏或悬空的海底电缆检测方面具有很好的工程应用意义。

一种多波束换能器水平旋转控制系统的设计

在多波束换能器一系列指标检测中,需要控制多波束换能器在不同方向进行声波的发射与接收。介绍了一种以单片机为控制核心、以伺服电机为执行机构的多波束换能器水平旋转控制系统。经过实际运行,该系统实现了对多波束换能器在水平面内旋转角度、速度的良好控制和显示,并利用该系统对多波束测深仪进行了声学指标检测。

HY1621多波束测深仪的性能分析

基于HY1621多波束测深仪的多次研制试验,利用不同水域的测试数据,重点分析了HY1621多波束测深仪的测深稳定性、边缘波束稳定性以及测量精度。通过对比分析HY1621和T50-P多波束对新安江水库区域的水下地形扫测成果,以及对HY1621多波束在长江三峡库区的水下地形扫测成果所做的分析,验证了HY1621是一款达到预期性能设计指标的多波束测深仪。

高精度测深侧扫系统在载人潜水器中的应用

为提升"蛟龙号"载人潜水器海底综合探测能力,介绍一种采用多子阵海底自动检测—子空间拟合的信号参数估计技术的高精度测深侧扫声纳系统。该系统安装于载人潜水器的两侧,能够测量海底的微地形地貌以及海底和水中的目标,同时获得探测区域高分辨率的地形图和地貌图。通过介绍该高精度测深侧扫系统的工作原理、技术指标及系统组成,结合"蛟龙号"载人潜水器试验性应用航次获得的高分辨率地形地貌数据,对该系统在载人潜水器中的应用和海底地形地貌探测结果进行了分析和展望。

一种新型浅地层剖面仪试验平台的设计与应用

为探讨浅地层剖面声学影像形成原理,探索不同类型沉积物声学影像特征,厘清不同沉积物厚度的识别算法,采用模块化设计理念研发一套新型浅地层剖面仪室内试验平台。综合室内定位技术、浅剖试验平台尺寸合理性分析技术、直线轨道与换能器之间的固定连接技术和海底声学参数反演技术,形成一个试验高效的新型平台。通过铺设沉积物和布设障碍物,利用浅地层剖面仪进行走航测试,精确识别了沉积物的厚度和障碍物的位置。该平台可为开展理想环境下沉积物厚度和障碍物识别提供较好的测试环境,为声学海洋设备性能检测提供测试平台,也为高校学生和技术人员提供设备使用培训场所。

ICESat-2浅海测深数据处理与初步精度评估

针对美国ICESat-2卫星532nm单光子激光雷达具备的浅海水深探测能力,分析了其浅海水下光子数据特点和浅海水深探测精度评估需求,梳理了ICESat-2单光子数据处理流程,并利用实测机载测深数据对星载单光子测深精度进行了验证。通过水面位置识别分离出水下光子点;利用自动/半自动方法筛选水底信号;基于光线几何结构开展折射改正获得水深;最后同机载验证数据对比分析,评估星载激光雷达测深精度。利用NOAA提供的多个区域实测数据试验表明:ICESat-2单光子测深精度中误差介于0.25~1.16m,能为远海岛礁测绘提供可靠水深控制点。

高温窑炉气体红外辐射被动遥测

基于傅里叶变换红外光谱技术对高温窑炉内气体红外辐射信号进行了遥测研究。根据工业现场条件,利用大气辐射原理建立被动辐射模型,计算了炉膛内高温气体透射率。针对湍流噪声对信噪比的影响,研究了红外干涉信号光谱转换的数据处理方法,以零光程差为基准对齐干涉信号,以实现多次扫描干涉信号的平均,减小了噪声和计算量,并提高了光谱数据率。利用HITRAN数据库和高温参考谱模型法,对谱线线强、线宽修正合成的校准光谱与透射谱进行非线性最小二乘拟合,反演了炉膛内不同吸收波段的高温气体浓度。结果表明该技术在窑炉内及其他工业燃烧过程中对高温气体的在线检测是可行、可靠的。

两步法的多波束校正参数精准可视计算

针对可视化方法求取过程中受人眼观察比对的个体差异性以及多波束散点数据可视化显示形式的双重影响,两多波束条带人眼对齐误差较大,直接影响最终校正参数的计算精度问题,该文提出了基于两步法的多波束校正参数可视化精准计算方法,引入了多波束条带数据的自动对齐判断。首先依据两个多波束条带数据的几何关系,进行校正参数的粗校正计算;然后基于粗校正计算的估值,以抽样偏差最小为依据自动判断两条带数据是否对齐,实现校正参数的自动精确校正计算。实验结果表明,两步法计算多波束校正参数避免人眼视觉对齐带来的误差,有效地提高了校正参数可视化计算的自动化程度和计算精度。