GPS信号盲区多波束换能器瞬时位置重建方法研究

发布时间：2023-03-12 21:57

　　随着跨海大桥、港口等海上大型建筑物的建成,其安全备受管理者关注,而其周围的多波束水下地形测量数据又是评定这些大型建筑物是否安全的重要指标。由于建筑物的遮挡,在测量区域会形成GPS信号盲区,直接导致定位数据精度较低,从而严重影响多波束水下地形测量的精度。基于此,本文研究了一种GPS信号盲区多波束换能器瞬时位置(平面和高程)重建技术,确保水下地形测量的精度,为海上大型建筑物的安全监测提供可靠的理论和科学依据。论文在分析了国内外研究现状的基础上,针对GPS信号盲区瞬时位置精密重建方法进行了如下研究:1)本文设计了基于GPS/IMU组合的GPS信号盲区多波束换能器瞬时位置精密重建系统。2)多波束换能器瞬时平面精密重建方法研究。针对使用的传感器在时间上不同步的问题,对多传感器时间同步方法进行了研究;针对单独使用GPS进行导航精度低的问题,研究了多模态Kalman滤波模型,并且结合权值判断机制和IMU误差积累消除模型,重建了多波束换能器瞬时平面。3)多波束换能器瞬时高程精密重建方法研究。针对GPS信号异常持续时间较短的情况,研究了基于数字滤波器提取异常段的GPS高程信号的中长周期信号的方法,并结合...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
2 多波束换能器瞬时位置重建原理
    2.1 概述
    2.2 多波束换能器瞬时位置重建系统组成
        2.2.1 GPS系统
        2.2.2 IMU系统
        2.2.3 压力传感器
    2.3 多波束换能器瞬时位置重建原理
        2.3.1 多传感器时间同步原理
        2.3.2 多波束换能器瞬时平面信息重建原理
        2.3.3 多波束换能器瞬时高程信息重建原理
    2.4 本章小结
3 多波束换能器瞬时平面位置重建方法研究
    3.1 概述
    3.2 瞬时平面位置重建中多传感器时间同步
        3.2.1 GPS与IMU时间系统统一
        3.2.2 GPS与IMU数据配准
        3.2.3 GPS与IMU时延探测
    3.3 权值判断机制
    3.4 多模态Kalman滤波
    3.5 瞬时平面位置重建
    3.6 本章小结
4 多波束换能器瞬时高程重建方法研究
    4.1 概述
    4.2 短时GPS信号盲区多波束换能器瞬时高程信息重建
        4.2.1 传统的修正GPS高程信号的方法
        4.2.2 基于数字滤波器修正GPS高程信号
        4.2.3 船体姿态改正
    4.3 长时GPS信号盲区多波束换能器瞬时高程信息重建
        4.3.1 长时GPS信号盲区高程信息重建中多传感器时间同步
        4.3.2 船体吃水改正
        4.3.3 潮位提取
        4.3.4 瞬时高程重建
    4.4 本章小结
5 实验与结果分析
    5.1 实验区概况
    5.2 设备安装与数据采集
    5.3 实验结果及精度分析
        5.3.1 GPS信号盲区平面位置重建结果及精度分析
        5.3.2 短时GPS信号盲区高程重建结果及精度分析
        5.3.3 长时GPS信号盲区高程重建结果及精度分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 下一步研究工作
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间完成成果



本文编号：3762016