手持数字式天文定位仪研究

利用二维水平基准传感器与测角装置联合测量信息,替代自然水天线与人工读数;利用CCD面阵辅助精确瞄准;测量瞄准线与水平面之间的天体高度角,再依据两星或三星等多天体定位原理进行天文定位导航;研制出一种新型的自带人工水平基准的手持数字式天文定位装置系统。本文对该系统的结构组成与测量原理、误差分析、校正原理与方法等做了办全面的论述。     

动态后处理技术在长江口水深测量的适用性

长江口水域一直采用传统有验潮和GPS-RTK相结合的水深测量方法,但现有潮位站无法控制整个区域,RTK差分信号受距离限制又无法做到全覆盖,制约了水深测量效率与精度。GPS-PPK技术具有作业范围广、测量速度快、定位精度高等优点,不受无线电传输距离和通信网络环境的限制。通过在不同作业距离下的精度测试,GPS-PPK技术较传统有验潮和GPS-RTK结合的测量方法具有更高的作业效率和整体精度,可应用于长江口地区水深测量。     

潜艇航行深度规划方法研究

指出传统单点航深选择方法的缺陷,提出潜艇航行深度规划的概念。依据潜艇航行深度规划定义,设计潜艇航行深度规划方法。通过仿真结果可以看出:该方法权重选择简单,收敛速度快,能够有效地解决大范围海区中的潜艇航行深度问题。     

智能鱼雷攻潜部位及攻击角测量方法与误差分析

研究了一种基于实艇靶舷侧阵的末弹道二维跟踪定位模型,给出了鱼雷攻潜过靶部位及水平攻击角的计算方法,分析了测量误差并进行仿真.分析及仿真表明,采用该定位模型,鱼雷攻艇部位的测量精度可达2 m,在艇正横方向大约±60°开角范围内,水平攻击角的测量精度可达2°.在引起攻击角测量误差的各因素中,同步误差和目标深度装订误差影响较大,声速装订误差和基阵变形引起的误差较小.     

限制性航道船周回流速度与船体下沉研究

通过船舶在限制性航道(宽32 m,水深2.5 m)的航行试验,研究了500 t和300 t船队航行时的船周回流速度与船体下沉。试验表明,船周回流和船体下沉与航速、航行方式和断面系数等因素有关,其中交错航行时的船尾下沉量是渠道水深设计的控制条件。     

一种新型水上减阻仿生技术研究

传统排水型两栖车辆航速在15km/h时出现"阻力墙"现象,致使水阻力急剧增大,限制航速进一步提升。文章从蛇怪蜥蜴高速踏水方式构思,基于固-液体高速作用动力学原理,提出了一种基于改变两栖车体航态的仿生减阻技术。其依靠仿生叶轮与水的高速作用产生向上托举力和向前推进力,将两栖车体托举出水面,进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象。仿真分析了刚性叶片夹角θ、入水深度h、转速ω等物理参数对水动力性能的影响,着重讨论了转速ω的影响,并给出了临界范围。结合先期原理试验,初步验证了此仿生技术能够实现两栖车体辆从排水状态进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象,达到减少水阻力的目的。     

中国南海区域罗兰C单台链双曲线的GDOP研究

本文分析了罗兰C单台链双曲线位置线的GDOP的几何运算过程,运用MATLAB 工具仿真南海(15°N,108°E)到(23°N,116°E)区域几何精度因子分布.仿真结果表明:"长河二号"系统在南海大部分海区定位误差较小,但是在(15°N,108°E)到(23°N,110°E)附近海区GDOP值较大,说明了在近海岸线区...     

水下高程测量新方法初探

传统的水下构筑物高程测量方法是使用水准仪或GPS配合尺杆将绝对高程传递到水下待测点。当工程距岸较远、水深增大时,测深的误差显著增大、测量的工作时间大大延长、水上测量平台的搭建成本显著增加。为此开发了利用水压传感器测深的新方法,对于所面临的波浪影响问题进行了专题研究。从波浪理论出发,对水下固定点压强波动振幅同表面波高及固定点水深的函数关系进行了推导,得出了利用参考点和被测点压强波动振幅实测值计算被测点水深的方法,可作为实用阶段测量系统研究开发的基础和途径之一。     

龙滩升船机中间渠道通航条件试验

通过对龙滩水电枢纽两级升船机中间渠道内航行条件的水工模型试验研究,结果表明:中间渠道内船舶(队)单向航行速度小于2.0 m/s时,船行波、航行阻力和船体下沉量均不大;中间渠道直线段宽为32 m时,宜采用航、停的会让方式,航速应<1.5 m/s,而船舶宜停泊在右航线上;船舶(队)转弯时的航迹带要宽,因此不应有转弯段等航速会船。     

多波束声速改正模拟及其误差分析

声速改正是多波束测量误差的主要来源,文章介绍了多波束声速改正的原理和实现方法。着重解释了声速变化对海底测点位置和深度的影响,利用V-basic和Excel电子表格形式,采用实际声速剖面模拟了任意波束测点海底位置和深度的计算过程,定量地揭示了浅层声速数据对海底弯曲变形的成因和影响程度;利用误差传播理论分析了声速对测量误差的影响。     

长江口水域高精度水文测量四维无缝基准的建立及应用

在宽阔的潮汐河段,由于潮汐和地形的影响,大范围的同步水文测验的精度和可靠性受到了很大的限制。为了得到高精度的水文测量成果,使同步观测资料和时间序列资料具备良好的可比性,需要建立高精度的平面基准、高程基准和速度基准。理论和实践表明,建立大范围内的高精度的GNSS(global navigation satellite system)控制网,基于RTK(real-time kinematic)测量方式进行三维水深测量、基于RTK的速度参考进行流量测量,是在大范围条件下开展高精度同步水文观测的有效途径。     

超大水深及流速条件下铺排施工技术

结合长江南京以下12.5 m深水航道整治一期及二期工程,采用滑板支撑式深水铺排船,在一期工程中完成了35 m水深、2 m/s流速条件下的深水铺排施工,并形成了深水铺排施工工法,在二期工程施工中完成了46 m超大水深条件下的铺排施工,该技术革新了传统的航道整治铺排施工采用滑板吊浮式铺排装备的施工方法,铺排施工效率最快可达1 222.2 m2/h,铺设排体单幅最长642.6 m。     

基于高度角和方位角的选星方法

在传统选星算法的基础上,综合考虑GPS定位精度和实时性,提出一种基于高度角和方位角的六星选择算法。通过分析卫星高度角和方位角对于GDOP的影响,选取高度角最大的两颗星为顶座星,选取高度角小且彼此的方位角差分布均匀的四颗星为底座星的六星组合。仿真结果表明：提出的基于高度角和方位角的六星算法能够得到与最佳几何精度因子法相当的结果,但计算量远远小于后者。     

基于多声纳基阵FDOA的联合定位技术及精度分析

主要对基于单平台多声纳基阵多普勒频率差的联合定位技术和精度进行了分析和推导,给出系统具体的定位公式和误差计算公式,并对系统的模型误差进行了分析.最后通过仿真,分析不同基阵布阵情况下的受控区域内GDOP的分布情况及基线和目标的深度等对GDOP的影响.仿真结果表明,定位误差与目标和基阵的位置、布阵形式等有关,定位误差随基线长度的增加而减小,当基线增大到一定长度时,定位误差最终趋向稳定,达到最小.     

新型深水块石抛填和夯平一体化施工船研发应用

本文依托长江南槽一期深水航道整治工程,在深入研究现有块石水下抛填方法的基础上,研发了新型的开敞式深水快速高精度抛填和整平一体化新设备,对其可行性进行了多次测试试验,确定了装备的选型。并采用数值模拟、物模试验等结合的方法进行了结构的验算,确保设备的使用可靠性。该设备可以适应35m水深、2m/s流速,配有实时定位系统,可以实时采集抛填区域的施工效果,实现了抛填和夯平施工和质量检测一体化,通过施工数据分析,该设备达到了93%的抛填合格率,在精度提高至±20cm时合格率可达85%,整平精度可以达到5cm,创新了抛填施工的新装备,经鉴定,该装备达到了国际先进水平,可为类似设备建造选型提供借鉴。     

矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成

介绍了矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成的水下噪声源近场高分辨定位方法。该方法将MVDR高分辨方位估计方法应用于单矢量水听器与声压基阵构成的组合基阵中,利用矢量水听器的单边指向性,抑制噪声源定位中的左右模糊,并结合声压基阵MVDR算法高分辨定位优势,从而实现了水下噪声源近场高分辨定位,且可以有效抑制近场定位中的左右弦模糊,通过计算机仿真验证了算法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究

采用泥沙水槽试验研究了钱塘江河口不同粒径的泥沙起动流速。针对室内水槽试验水深条件的局限性,提出了以实测含沙量过程线拐点附近相应的垂线平均流速为泥沙起动流速的方法,得到了水深范围介于0.15～13.6m、中值粒径介于0.002~0.07mm的泥沙起动流速。张瑞瑾、窦国仁公式与沙玉清泥沙起动公式对比结果表明,各公式对于浅水深的水槽试验值均有较高的计算精度,而对于大水深起动流速均明显偏大。以张瑞瑾公式为基础,通过多元回归分析法修正有关系数,建立了适合于钱塘江河口细颗粒泥沙的起动流速拟合公式。     

无人船测深系统在浅水河道测量中的应用

针对传统测深方法在浅水区测量实施困难的问题,基于无人船测深系统的组成及原理,重点研究了无人船姿态对测深的影响、测深数据粗差探测与滤波方法。分析得出:无人船姿态在浅水区对测深的影响有限,可采用中值滤波、加权平均法、趋势面滤波方法进行测深数据粗差处理。结合项目应用,证实无人船满足浅水河道测量需求、测深精度满足规范要求,可为类似工程提供借鉴。     

新型钻孔爆破船的桩腿式定位移位装置分析

在具有水下岩基的港区、码头、航道施行拓深、拓宽的钻孔爆破船的快速移位和准确定位,是保证钻孔爆破船工作质量和施工效率至关重要的工序和过程。对传统的锚索定位方法和最时行的桩腿定位方法进行了阐述和比较,并展示了经创新设计的桩腿定位系统的结构和特点。     

基于小型圆阵的AUV方向定位算法的研究

水下小型无人系统AUV在海洋探测中起着重要，实现其精准定位与打捞有利于促进海洋经济的发展。传统的具有较高定位精度的装置如长基线等不方便装载与布置，定位效率不高。本文提出一种基于小型圆阵的AUV方向定位算法，被定位的AUV搭载声源，装载在船上的定位系统，采用半径为0.125m的水听器圆阵列，阵元个数为4，水听器阵列接收的信号通过多通道前端处理电路被采集，对每个阵元接收到的信号利用希尔伯特变换相位检测方法检测出各信号的相位恢复无幅度和相位失真的信号，然后使用具有超指向性的反卷积波束形成算法实现AUV方向的准确估计。水池实验表明，小型圆阵系统的相位反卷积波束形成定位算法精度高，定位平均误差为0.233°，主瓣宽度窄，波束平均宽度3.97°。便于装载，相比MUSIC算法具有更好的定位效果。