简化声速剖面的声线精度损失极小准则及遗传算法

高精度水下导航定位为提高计算效率通常需要对声速剖面进行适度简化。简化声速剖面一方面涉及复杂组合优化问题,另一方面需要考虑简化导致的声线精度损失。本文构建了简化声速剖面的声线精度损失极小准则,并利用遗传算法求解该极小准则所涉及的组合优化问题。结果表明,相比简化声速剖面的MOV法与面积差法,本文算法可在有效控制声线精度损失的前提下,确定声速剖面简化层数,实现声速剖面简化的全局优化。

顾及面积差的层内等效二段线替代法优化声速剖面

声速剖面是多波束测深系统中至关重要的参数,针对声速剖面简化层内精度不高的问题,本文提出一种顾及层间面积差的声速剖面自适应分层优化方法——层内等效二段线替代法。基于声速最大偏移量方法,构建了一种优化替代声速剖面的最优层内等效二段线计算模型,并利用实测多波束测深数据对该算法进行了验证。通过实例分析发现该方法在多处地形起伏较大的区域,还原效果更好,更有效地保留了声速剖面特征点。统计结果表明,该方法可将整体水深数据和层间水深数据的标准差百分比控制在1%以内,在声速剖面等效面积差较大的深度,其计算的水深值更加接近原始声速剖面的计算结果。该方法可对复杂多层海水声速进行精确简化,在起伏较大的特殊海底地形的高精度测量中具有重要工程应用价值。

基于面积差的声速剖面自适应简化方法

提出了一种基于面积差的声速剖面自适应简化方法。首先,研究了不同声速剖面之间面积差与声线跟踪误差间的关系,建立了二者关系模型;然后,给出了基于跟踪精度约束的声速剖面简化方法和流程;最后,对该方法开展了试验验证,在无人工干预的情况下,方便地实现了声速剖面的简化,显著地提高了测深数据处理效率。