单波束水下地形测量精度的改进方法研究

发布时间：2019-10-06 18:17

【摘要】：随着我国海洋经济的快速发展，水下地形测量在海洋工程开发中发挥极其重要的作用。目前，，水下地形测量方法主要有两种，分别是水位减水深的传统测量方法，GPS-RTK减去水深这一简易水下地形测量方法。然而，这两种方法均未考虑测船的姿态对测深的影响以及多传感器时间不同步等因素影响，从而导致水下地形测量的精度不高。因此给航道保障应用和航行安全带来了一定的问题。针对上述问题，本文研究了一种基于差分GNSS技术、姿态传感器以及测深仪融合的综合水下测量技术。主要研究内容如下： 1)叙述了基于GNSS技术的水下地形测量系统基本原理。在此基础上，研究了其系统单项组成部分，分析了GNSS、姿态传感器、导航软件以及测深仪在该系统中的作用。 2)介绍了水下地形测量中GNSS信号与测深数据时间延迟现象，分析了该现象存在的机理。在传统探测方法的基础上，研究了特征点对匹配以及整体断面平移的两种时延探测方法。通过实测数据验证了两种方法的准确性，并得出断面平移法精度高于特征点对法的结论。 3)对水下地形测量中船体受风浪影响引起的误差进行了分析。在研究其工作机理的基础上，提出了较为完整的姿态改正模型。并通过实验分析得出精密单波束水下地形测量只有具备姿态传感器,实施姿态改正才能消除波浪因素的影响。 4)在消除数据误差来源的基础上，采用交叉点精度评估法和重复断面精度评估法，给出了GNSS技术的水下地形测量内符合精度。在此基础上，通过分别采用传统方法和本文所述方法进行较差，给出了新方法的外符合精度。
【图文】：

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第二章基于 GNSS 技术的单波束水下地形测量系统组成针对传统单波束测深系统受潮位模型误差影响、无验潮站时无法实施、时延和动测定过程繁琐和不准确、难以合成全频段换能器瞬时垂直运动序列、作业费时费不足，本章给出了一种全新的基于GNSS技术的水下测量作业系统的组成模式。系统组成图 2.1 给出了基于 GNSS 技术的综合水下测深系统示意图。

原理图,测深仪,单频,双工

的超向水硬质获得2.4长，并非系下回声测深仪超声波，以测水下发射高、质层，如图 2.得水深 Hhf，姿态传感对于空间直即可确定该非垂直入射。下的三维方向F仪按照频率测量海面到、低频声脉.3 所示，低频两个脉冲所感器直角坐标，该点在空间。若要获取向。图 2.4 为图 2Fig.2.3 Opera率分为单频测海底表面之脉冲，由于低频脉冲获得所得深度之若可以获取坐标系中的较为准确的为姿态传感2.3 测深仪工ating principl测深仪和双之间的垂直低频声脉冲得深度 Hlf；高之差便是淤泥取其在空间的位置。对的波束在海感器原理图工作原理es of depth fi双频测深仪。直距离，即水具有较强的高频声脉冲泥厚度 ΔH。直角坐标下于船载测深底的准确位。inder。单频测深仪水深。双频测的穿透性，因冲仅能打到海下的三个欧深系统，由于位置，必须获仪仅发射一测深仪换能因而可以打海底沉积物欧拉旋转角，于受风浪影获取其在船一个频率能器垂直打到海底物表层，及其边影响声波船体坐标
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P229.1

【参考文献】