范数最小估计的海底大地控制点精密标校方法

发布时间：2024-02-03 12:18

　　针对海洋测绘水下声学定位中常用的最小二乘平差法易受粗差和系统误差影响,导致解算精度和稳定性较差的问题,提出1种水下控制点解算的方法:介绍海底大地控制点标校基本原理和方法,给出全球卫星导航系统(GNSS)和水下声学定位模型;然后选用中国科学院测量与地球物理研究所(IGG)选权迭代法和一次范数最小法,用于水下声学定位数据精密标校。实验结果表明,一次范数最小法能有效抗拒异常观测扰动,抗差能力较强,能够实现浅海海底控制点厘米级定位精度。

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【部分图文】：

图1海底应答器精确位置解算示意

假设海底应答器的空间直角坐标为Xo(xo,yo,zo),Xi为ti(i=1,2,,n)时刻由GNSS测得的换能器位置，其坐标为Xi(xi,yi,zi)，从换能器到应答器的声信号传播时间为，为海域加权平均声速值，则观测方程[8]，表示为式中：为换能器到海底应答器的真....

图3海底控制点标校实验航迹

标校实验前，严格测定船载换能器、GNSS天线和惯性测量装置（inertialmeasurementunit,IMU）姿态传感器在船体坐标系下的坐标，将其归算至统一坐标系统下。标校过程中，测量船围绕海底应答器，进行田字走航和圆形走航测量（如图3所示），同步采集高精度船载GNSS....

图4标校实验海区声速剖面

实验海区位于青岛灵山岛周围的浅海区域，海水深度在25m左右，通过现场实测的温、盐、深等参数计算出来的声速剖面如图4所示。有研究表明，在声速变化不超过1m/s的水域，当声学定位入射角小于80°时，声线弯曲造成的测距误差为毫米级[28]，可以用平均声速代替声线跟踪算法标校浅海海底....

图57种不同标校航迹

分别提取小圆、大圆和田字等3种简单图形的航迹定位数据。其中，小圆半径约为77m(3倍水深），大圆半径约为200m(10倍水深），田字航迹中心位于应答器正上方附近，最大边长为120m。将3种不同形状单一航迹进行组合，形成套圆、小圆加田字、大圆加田字以及套圆加田字等4种组合航迹....

本文编号：3894178