基于网络RTK的无验潮水深测量系统及其应用研究

发布时间：2017-04-08 22:25

  本文关键词：基于网络RTK的无验潮水深测量系统及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水路运输是全国交通网的重要组成部分,长江更是我国的主要运输河流。作为航道建设与维护工作的基础,航道测绘工作的重要性越来越凸显。相比较传统有验潮方法,无验潮水深测量减弱了人工因素的干扰,提高了成果的可靠性,减少了验潮站的建设与维护的成本,节省了人力与财力的支出。本文基于现有的仪器设备,二次开发并构建了一套完整的基于网络RTK的无验潮水深测量系统。在长江典型江面上进行了方案测试与精度评定,并与传统有验潮方法进行了分析比较。本文的主要研究内容与成果总结如下：(1)阐述了长江江苏段水深测量的重要意义。包括水深测量与定位手段的发展状况,无验潮水深测量方法的发展及应用,以及区域似大地水准面精化的发展及现状。简单介绍了基于JSCORS的网络RTK定位系统的组成和定位原理,以及无验潮水深测量的原理与优势。(2)基于现有的仪器设备,二次开发并构建了一套基于网络RTK的无验潮水深测量系统。详细介绍了该系统外业数据采集和内业数据处理的流程,其中涉及到高程基准的转换,比较分析了三种高程拟合模型的优缺点,考虑到长江江苏段的地形特征与走势,采用分段二次曲面结合BP神经网络的模型进行高程拟合。(3)深入分析了本文构建的无验潮水深测量系统的误差来源。主要有网络RTK测得的WGS84大地高误差、似大地水准面精化的误差、换能器安装偏差及船体倾斜、测深延迟效应等。实验验证了JSCORS系统平面精度优于3cm,高程优于5cm的定位精度。采用本文提出的分段二次曲面结合BP神经网络的模型进行高程拟合,模型最终的内符合精度指标为±1.84cm,外符合精度指标为±1.95cm。并用现有控制点资料对模型进行外部精度测试,高程转换误差值为3.95cm,说明本文构建的高程拟合模型总体精度良好,满足无验潮水深测量水位误差小于10cm的精度要求。(4)设计具体实验,通过在长江典型江面上外业采集数据,内业数据处理分析,来检验本文构建的无验潮水深测量系统的精度。详细介绍了无验潮水位的生成以及有验潮/无验潮方法处理数据得到水底高程的流程。无验潮水位与验潮站水位相比,水位互差波动在15cm之内,平均值为6.6cm；水底高程互差的抖动范围大致在25cm之内,平均值为7.6cm。说明有验潮/无验潮两种水下地形内业处理结果具有较好的一致性,该无验潮水深测量系统的精度满足《水运工程测量规范》小于20cm的精度要求。本文所构建的无验潮水深测量系统能在内河航道推广普及应用。
【关键词】：网络RTK 无验潮 水深测量 高程异常 JSCORS 精度测试
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U612.2;P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 定位技术的发展10-13
• 1.2.2 测深技术的发展状况13-14
• 1.2.3 国内无验潮水深测量技术的发展及现状14-15
• 1.2.4 区域似大地水准面精化的发展及现状15
• 1.3 本文研究的主要内容15-17
• 第二章 基于网络RTK的无验潮水深测量系统17-38
• 2.1 网络RTK定位系统17-20
• 2.1.1 JSCORS概况17
• 2.1.2 系统建设17-20
• 2.2 无验潮水深测量20-22
• 2.2.1 无验潮水深测量的原理20-21
• 2.2.2 无验潮水深测量的优势21-22
• 2.3 高程基准转换22-27
• 2.3.1 高程异常改正22-26
• 2.3.2 深度基准面高程改正26-27
• 2.4 无验潮水深测量系统的构建27-37
• 2.4.1 外业数据采集27-33
• 2.4.2 水深数据后处理33-35
• 2.4.3 水深测量文件格式介绍35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 无验潮水深测量系统的误差分析38-52
• 3.1 JSCORS系统实时定位性能测试38-42
• 3.1.1 测试方案38-39
• 3.1.2 初始化时间试验与分析39-40
• 3.1.3 实时定位精度测试与分析40-41
• 3.1.4 系统的稳定性分析41-42
• 3.2 高程异常改正精度42-49
• 3.2.1 分段拟合法42
• 3.2.2 高程高程异常改正精度42-49
• 3.3 换能器安装偏差及船体倾斜49-50
• 3.4 测深延迟效应50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 无验潮水深测量系统精度测试52-61
• 4.1 实验方案52-53
• 4.2 内业数据处理53-56
• 4.2.1 水深数据预处理53-54
• 4.2.2 无验潮水位生成54-55
• 4.2.3 有验潮方式处理数据55
• 4.2.4 无验潮方式处理数据55-56
• 4.3 水位数据精度测试及结论56-60
• 4.3.1 水位结果比较56-58
• 4.3.2 水底高程结果比较58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 主要工作结论61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文与取得的学术成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：293849