水工建筑物水下三维检测精确定位分析

在复杂海况下,对水下的水工建筑物进行三维检测精确定位分析,目前有多种设备可选择。但检测的可靠性和精度需要进一步分析和验证。为此,结合广东揭阳石化原油码头工程,采用多波束测深仪系统和水下三维实时3D声呐系统,以点云数据建模,将2种系统采集的数据融合处理,可对建筑物的坐标和高程进行精确分析。其中,多波束测深仪系统可用于水下建筑物绝对坐标的测量,而实时3D声呐系统可取得目标物精确的模型图像,2种数据融合处理后,即可用可视化的方法对目标物的位置和状态进行准确分析。该方法可用于港口和码头维护以及水下建筑物检测,为老码头的改造、修复提出有效的检测定位方法和可视工具。     

水下土方计算的三维可视化应用研究

研究采用"GPS+测深仪"的数字化测量系统对河道进行测量,通过surfer软件进行成图处理,根据三维表达成果,分别计算目前地形体积和设计地形体积,进一步计算水下土方工程量。为水下复杂多变的地形提供了形象直观,计算精度高的计算方法。同时采用梯形规则、辛普森规则、辛普森3/8规则进行体积计算原理及误差分析研究。然后利用surfer软件建立水下地形三维模型,进行三维空间分析。     

测深仪在京杭运河穿越测量中的应用

测深仪配合RTK进行水下地形测量已经在工程建设领域得到普及应用。油气管道工程穿越大中型河流时需要施测水下地形,通过使用测深仪配合RTK这种先进测量技术,能够完成水下地形测量,其测深误差处于规范允许范围内。测深仪取代了传统测深设备,使得测深数据记录、计算、输出及成图实现数字化、自动化,促进了水下地形测量突飞猛进的发展,为社会经济发展带来极大的效益。     

USV地形测量路径自主规划研究与应用

针对未知近岸海域水上水下地形一体化测量需求,无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）搭载导航雷达、深度计、POS MV、多波束测深仪及激光扫描仪等设备,通过设计在线地图构建及测量路径规划方法,使得USV在未知环境下自主完成地形一体化测量任务。通过离线电子海图获得待测区域初始基准地图,结合雷达、深度计等传感器实时感知的信息,采用一种基于贝叶斯估计方式的占据栅格建图方法,实现对基准地图的修正、更新,进而根据测量需求自适应调节测量路径间距。同时构建测量地图,使用基于神经元激励方法自主实现完全遍历的测量路径规划,兼顾使用A星算法避免路径规划锁死,以获得合理可行的测量路径实时规划结果。USV按照自主规划的测量路径自主航行,多波束测深仪、激光扫描仪实时测量、获取地形云数据后进行无缝拼接,完成未知近岸海域的水上水下地形一体化测量工作。     

GPRSTK在航潮位测量及在天津新港航道的实现

在分析传统潮位测量方法和潮位模型缺陷的基础上,给出了GPS在航潮位测量方法。基于GPSRTK动态定位技术,系统地研究了GPS RTK在航潮位测量、数据处理的基本理论和流程,并对潮位测量和数据处理中的GPS RTK高程质量控制、姿态改正、动态吃水改正、潮位提取、垂直基准转换5个关键问题进行了深入研究,最终确定了测量船测量期间的在航潮位。将这些研究成果应用到天津新港航道的在航潮位试验中,2 d的试验结果表明,GPS在航潮位测量方法相对传统的潮位测量方法在实施的简便性、精度等方面具有较大的优越性。鉴于该方法的特点以及航道的特点,建议该方法广泛推广应用于航道在航潮位测量中。     

一种基于自主航行的无人水面测量船的研制

研制了一种用于河流、湖泊、浅水、近滩自主航行的无人水面测量系统。该系统可搭载多种传感器,包括声学多普勒流速剖面仪ADCP、单波束测深仪、声纳等。其组成包括岸基(母船)控制单元和无人水面测量单元,其中岸基控制单元利用无线网桥通信遥控测量船自主航行或走航测量并实时接收测量数据,无人水面测量单元搭载差分GPS、惯性导航系统、单波束测深仪、摄像头和数据交换工控系统。目前已经过多次湖试,验证了无人水面测量船用于水下测量、水质采样的可行性和实用性。     

GPS定位中两种七参数坐标转换方法的误差分析

本文以实际工程为例，对GPS定位中WGS-84大地坐标转换到BJ-54平面直角坐标的两种七参数坐标转换方法的误差进行了分析，指出在平面坐标x、y上，两种方法计算精度相当，而在高程h上，采用空间直角坐标转换方法的精度相对较高。     

基于JSCORS与似大地水准面精化模型的RTK三维水深测量研究

文章以长江江苏段为实例,提出了一种RTK三维水深测量测量方法,利用长江江苏段沿岸的控制点资料,基于分段二次曲面与BP神经网络拟合算法建立似大地水准面精化模型。利用该模型换算测深点高程数据文件,并输出数据成图。经多方面精度测试比对,此方法能够获得高精度的水底点高程。     

基于实时精密单点定位的长距离航道潮位控制方案

应用实时PPP技术解决长距离航道潮位控制问题,首先需要理解PPP技术的原理、解算模型及模型精度,采用实时连续参考站提供的高精度钟差及卫星轨道误差对GPS采集数据改正即可得到实时PPP测量数据;通过实时PPP测得的GPS高再经姿态改正、潮位提取、基准面转换等步骤获得潮位。     

基于自适应多分辨率曲面的多波束滤波方法研究

针对常规固定分辨率曲面滤波精度不足的问题,提出一种基于自适应多分辨率曲面的多波束滤波方法.在地形变化较大的陡坎和细小目标突起物等测量环境下,多分辨率曲面根据地形坡度变化,对有特征地形或地物的局部区域,自动增强多波束水深曲面的分辨率,从而得到更精确的水底表面模型.基于该表面模型可进行自动滤波,从而保留更加完整的水下地形特...     

浅析港口水深测量中的水位改正方法

随着全球定位系统(GPS)的广泛应用,使港口工程大范围、高精度的水深测量成为可能,水位改正是港口工程水深测量中的必要工序,在处理实时水深测量数据时必须慎重选择合理的水位改正方法.根据多年港口工程水域测量的实践经验,提出3种实用性较强的水位改正方法,有利于提高感潮水域港口水深测量的精度和数据处理效率.     

水下礁石自动探测软件研发

针对当前水下礁石探测存在的工效低、准确度差的问题,依托科研项目研制了礁石探测设备,配合该设备开发了礁石自动探测软件。该软件由单片机程序和PC端程序组成,能够自动控制和实时监视钻机的运行。根据钻进速度与岩土坚固程度相对应的原理,自动判定水下礁石的存在,同时自动采集、记录礁石点的坐标和高程等数据。结果表明,软件测控功能多样、测控结果准确,成套设备的自动化程度高。     

港口断面测量计算机成图探讨

为了更好更快地反应水下地形、地貌,港口断面测量计算机成图技术得到广泛应用。本研究讨论的计算机成图技术,利用VBA对CAD进行二次开发,采用人机对话可视化界面,开发出界面友好的断面自动成图软件。该软件已经通过大量生产实践验证,其既能提高测量精度,又能大大提高成图效率,可为广大测绘人员提供参考。     

星站差分用于远海航道疏浚施工实时水位控制的可行性分析

提出在远海航道疏浚过程中通过采用星站差分获取实时水位的技术方案,对星站差分GPS定位技术进行了介绍,分析了目前现有的远海航道疏浚施工实时水位控制方法,指出现有远海航道疏浚实时水位控制方法存在的不足,通过具体实验对星站差分用于远海航道疏浚施工实时水位控制的高程精度进行验证评定,得出星站差分技术能稳定、高效、高精度地用于远海航道疏浚施工实时水位控制的结论,在业内具有较高的推广价值。     

基于船载三维激光扫描系统的航道沿岸大比例尺测图

内河航道沿岸地形复杂多变,传统的地形测量方式存在工作量大、效率低等弊端。提出可采用船载三维激光扫描系统来获取沿岸大比例尺地形数据,以某内河航道为例,总结数字成图的关键步骤,并结合RTK采集的验证点,对比分析试验精度。结果表明:船载三维激光扫描系统获取的点云的平面和高程精度均优于10 cm,满足1∶500大比例尺测图的精度要求。     

GPS在航潮位测量中的关键技术研究

在传统潮位测量方法缺陷分析的基础上,提出了在航潮位测量思想。为了获得高精度的在航潮位测量成果,对利用GPS RTK/PPK技术进行潮位测量和数据处理中的关键问题进行了深入的讨论。这些关键问题主要有姿态改正、GPS高程质量控制、垂直基准转换、基于信号的在航潮位提取。在姿态改正中,详细的给出了姿态改正的计算模型;对于GPS RTK/PPK高程数据存在的异常的问题,给出了Kalman滤波以及Heave修正的方法;为使GPS在航潮位研究实用化,对验潮中垂直基准的转换问题进行了深入的研究和讨论,最后给出了无缝垂直基准的概念和转换思想;利用信号处理理论,基于Butterworth滤波器,提取出了潮位,并将GPS潮位与潮位站潮位进行了比较,获得了理想的结果。     

基于船载激光扫描技术的海岸地形测绘方法

采用人工携带全站仪、GPS设备测绘方法受到噪点影响,导致测绘曲线与实际不符。鉴于该问题,提出船载激光扫描技术的海岸地形测绘方法研究。确定海岸带范围,构建激光扫描仪坐标,计算海岸地形特征点坐标,排列数据,获取海岸地形边缘信息。结合扫描仪和摄像机坐标系,消除噪点,拼接点云数据,使用绝对方式配准数据,由此生成等高线。采用正交强迫一致性算法构建相似度量矩阵,匹配图像,加上高程标记,完成海岸地形测绘。由实验结果可知,该方法测绘曲线与实际曲线基本一致,有效提升了测绘效率。     

土地调查用GPS/PDA实时差分定位系统的坐标转换及精度测试

基于GPS/PDA技术的土地调查用实时差分定位系统能进行全数字化的数据采集、存储和处理.为将GPS测得的WGS-84坐标系下的点位坐标转换成土地利用数据的当地坐标系,采用平面四参数转换模型并进行基准点的兼容性检验.在北京等试点的大量测试表明,该系统能达到厘米级定位精度.     

GPS高程拟合在工程中的应用

随着现代GPS技术的不断发展,GPS高程逐步在工程建设中得到广泛应用。为了证实在地势平缓区域充分利用现代GPS测量技术,GPS拟合高程可以满足工程应用的问题,通过对高程拟合中常用方法的简要介绍,结合工程实例,采用平面与曲面拟合模型,解算待定点的正常高,之后与三等水准测量的结果进行分析比较后证实,在进行C级以上GPS控制测量时,可获得高精度拟合中误差的GPS水准高程。     

GPS水下地形测量的误差探讨

水下地形测量在内河和沿海工程建设中发挥着重要作用,水深测量的精度也历来为人们所重点关注。结合GPS应用于水下地形测量,对影响水深测量精度的各种误差进行定量分析,并针对性地提出消除或减弱这些误差的方法,最后对水深测量的精度作简单估算。