星载单光子激光雷达浅水测深技术研究进展和展望

在浅水测深技术中,星载激光测量系统可以覆盖一些机载/舰载系统难以到达的偏远水域,具有比被动光学影像水深测量精度更高、可全天时工作等独特的优势。以稀疏而少量的主动星载激光测量值为水深标定点,融合被动星载遥感影像,主被动融合的浅水测深是当前的趋势。本文首先介绍了星载单光子激光雷达的工作范围、物理参数和数据产品,概述了测量原理,综述了现有的星载单光子激光雷达测深的理论传输模型,对比了不同的点云数据去噪处理算法的优劣,归纳了星载融合测深反演技术在不同环境中的应用,总结了当前存在的问题,并对该技术未来的前景和发展方向进行了展望。

浅水多波束测深潮汐改正技术研究

提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式。应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分区改正模型引起的断层及锯齿状问题。

舰载浅水激光测深系统研究

本文提出了用于近海浅水区域水深测量的激光双频相位法测量方案 ,采用声光调制 10 6 4nm和 5 32 nm光波分别测量水面和水底距离。在实验室进行了该系统的模拟实验 ,证实了该方案的可行性。

浅水高分辨率测深侧扫声纳系统及其海上应用

介绍浅水高分辨率测深侧扫声纳系统(SBSSS)的工作原理和硬件结构,然后介绍系统进行海上井场区域调查的情况,最后给出系统的实时工作结果和水深数据后处理结果。并把系统获得的水深和地貌结果分别与EM3000D多波束测深系统的水深结果、Klein2000型侧扫声纳系统的地貌结果进行对比分析。比较结果表明,浅水高分辨率测深侧扫声纳系统与其他系统获得的结果一致,经数据后处理,测深精度达到IHO特级标准要求。

浅水多波束测深资料处理关键技术探讨

为提高浅水多波束测深资料处理成果质量,基于澳门海域浅水多波束测深资料,提出应用POS/MV大地高数据计算实时潮汐数据,探讨了浅水多波束测深资料声速校正方法。结果表明,经过潮汐改正和声速改正后资料处理成果质量明显提高,解决了浅水多波束测深资料处理中的难题,本方法可为浅水多波束测深资料处理提供重要指导。

浅水多波束测深仪高分辨率波束形成方法研究

常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。

单波束与多波束测深系统在浅水区水下地形测量中的应用研究

本次研究对比了单波束测深系统与多波束测深系统测量情况,单波束测深系统选择HD-27型单波束测深仪,多波束测深系统测量采用HydroBat多波束测深仪。多波束测深系统测量可获得更为密集的数据点,精准测量出河床地形的高低与起伏变化情况,绘制出详细精准的等高线,真实还原水下地形地貌。在水较深的地下进行测量具有显著的运用优势,多波束测深系统外业操作繁琐,单波束测深系统测量只能反映出带状河道走向情况。单波束测深系统作业便捷、调试简单。在实际测量作业中应结合实际情况选择相应的测量方式。

浅水多波束换能器声学性能检测方法研究

浅水多波束换能器主要声学指标能够直接或间接地反映系统性能指标,因此利用水池试验对系统换能器声学性能指标进行检测,不但能够初步掌握系统的性能,而且可以降低湖试或海试的风险。通过概括多波束测深系统核心性能与换能器声学指标的对应关系,按照水声计量检定规程和方法,论述了主要声学指标的计算方法,研究了自由场条件下声学指标的检测方法和注意事项,并结合国产多波束系统水池试验,验证了方法的可行性。

ICESat-2激光卫星与光学遥感影像融合水深测量

针对浅海测深的数据特点和应用需求,以我国南海甘泉岛为例,研究了利用ICESat-2(Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2)激光卫星数据和光学遥感影像开展主被动融合水深测量的方法。首先通过信号点提取、水面/水底识别、水下点折射改正等步骤处理ICESat-2数据,获得水深值,随后以激光点作为控制,计算光学水深反演模型参数,最后由点及面地获取大范围高精度水深。实验表明,甘泉岛区域主被动融合测深中误差优于1.30 m,基于激光卫星数据的主被动融合测深方法能够为浅水水深测量提供新手段。

无人航道测量船系统的研制与应用

本文设计了一套完整的应用于内河航道的无人航道测量船系统。系统集成了GNSS、测深仪、ADCP、视频采集等常规测量设备,可应用智能避障、视觉引导和运动控制等算法,实现水深、水文等航道外业测绘数据的自动采集,可为其他内河航道无人测量系统建设提供参考。

运用无人机航测技术测量沿岸水下高程的新方法

本文结合海南某码头整治项目工作中遇到的浅水区域测量困难的情况,提出通过无人机航测技术进行高程采集,并通过计算影像摄影中心到水面的入射角,结合公式改正光在水面折射引起的高程偏差。并通过实际测量,验证方法的可行性。

Evaluating the maneuverability of a new type of self-propelled barge

A new type of self-propelled barge was designed specifically for use on the Chishui River. This paper presents experimental results of its performance from tests in water of different depths,while bearing different loads. For test purposes,one of the best self-propelled barges from the Chishui River was used as a performance reference. The comparison showed that the new design has better maneuvering performance.