复杂多波束测深环境下的GNSS多天线船姿补偿技术

发布时间：2024-05-06 21:14

　　多波束测深系统因其效率高、精度高的优势,使其在海洋测绘中发挥的作用越来越重要。在常规测量中,多波束通常需要安装INS来获取测船的姿态信息,但是在测船速度突变或转弯等复杂的测量环境下,INS存在一定的测姿误差,这会使得基于INS测姿的多波束产生一定的测深误差。相比较而言,GNSS的导航误差不会随时间积累,而且比INS更为廉价。当使用三个GNSS天线且三个天线构成一个平面时,便可以利用GNSS测出载体的三维姿态角。特别是在复杂的测量环境中,GNSS姿态测量仍能保证较高的精度,使得GNSS/INS组合导航成为目前的研究热点。因此,本文重点研究复杂多波束测深环境下的测船姿态补偿问题,具体研究了姿态误差对多波束的影响、GNSS测姿方法及误差分析、基于姿态差值的GNSS/INS松组合测姿方法的构建。本文的主要成果和创新点如下:(1)本文从理论上分析了姿态误差对多波束测深的影响以及INS姿态误差的特点,并通过相关实验进行了验证。其中,直线加速运动会使INS测得的姿态在纵摇角上产生一定的误差,但该误差对多波束测深的影响不大;转弯运动会使INS测得的姿态在横摇角上产生成一定的误差,该误差对多波束测深的影...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

姿方法能够不受加速度影响并提供等精度观测数据。??测深相关的坐标系及转换??测量过程中，需要将波束脚印坐标由相对换能器的坐标过程叫作波束脚印归位【３２】。因此，从实质上来讲，多波是不同坐标系统之间的转换问题。归位计算中，涉及到为：ＷＧＳ８４坐标系、当地水平坐标系、船体坐标系。??....

坐标系的坐标原点定义为换能器中心（或载体中心），轴指向当地北??子午线（Ｎｏｒｔｈ），?ｘ轴垂直于少轴指向东（Ｅａｓｔ），ｚ轴指向天向（Ｕｐ），ｚ与；ｃ??轴和７轴构成右手正交坐标系，如图２．２所示。ＬＬＳ坐标系的坐标轴指向并不是??唯一的，只要ｘ、ｚ构成右手坐标系即可。例如，ｘ....

坐标系的坐标原点定义为换能器中心（或载体中心），轴指向当地北??子午线（Ｎｏｒｔｈ），?ｘ轴垂直于少轴指向东（Ｅａｓｔ），ｚ轴指向天向（Ｕｐ），ｚ与；ｃ??轴和７轴构成右手正交坐标系，如图２．２所示。ＬＬＳ坐标系的坐标轴指向并不是??唯一的，只要ｘ、ｚ构成右手坐标系即可。例如，ｘ....

２．２．１姿态角定义??载体的三维姿态角分别为航向角／７?（偏航角，ｈｅａｄｉｎｇ）、横摇角ｒ?（横滚角，??ｒｏｌｌ）、纵摇角／７（俯仰角，ｐｉｔｃｈ），如图２．４所示，各姿态角的正负如图２．５所示。??Ｌ??▲??？?Ｙａｗ??Ｘ?Ｙ??图２．４载体三维姿态角示意图??Ｆｉｇ....

本文编号：3966355