多波束测深系统在西江测量的质量控制

多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中的一种非常重要的水深测量方法。由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统,与单波束测深设备相比,其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性。在多波束测量过程中,自然因素、仪器设备因素、人为操作因素等都会不同程度地影响测量精度。为获取高精度的多波束测量成果,必须对整个多波束测量过程进行严密的质量控制。     

浅谈多波束测深系统的主要误差来源及影响因素

多波束测深系统是一套由多种传感器组成的复杂测量系统。与传统的测深系统相比,其测量过程复杂,因而误差来源广。本文根据笔者多年使用多波束测深系统的实际经验,对多波束测深系统测量全过程的主要误差来源进行梳理并总结其影响结果,以便在测量过程中采取切实可行的措施来减小这些误差的影响,从而提高多波束测深系统的精度。     

基于QINSy软件的声速剖面改正模型研究

由声速误差所引起的测深误差是多波束测深误差的主要因素之一,声速剖面的不稳定会引起多波束测深条带发生畸变的现象,导致多波束测深数据精度差甚至无法使用。通过对QINSy软件中声速剖面改正模型的研究,提出了一种多波束测量声速几何修正模型和方法,从几何意义上着手,分析了表层声速及声速剖面误差对测深条带的影响,总结了多波束测深条带随着声速剖面变化而发生对称弯曲的情况。通过模型建立,给出了表层声速及分层声速误差对波束测深值影响的量化值,从而在多波束数据后处理过程中可更好的进行定量分析。     

GEOSWATH条带测深系统精度分析

在分析了条带测深系统误差来源的基础上,结合多波束测深工作原理,给出了计算各种误差影响的数学模型,并对如何提高测量精度提出一些解决办法。     

船舶水下外形实时自动测量系统研究与应用

介绍了国内首套实时自动的船舶水下部分形状测量系统。该系统基于单波束与多波束测距技术,测量船舶的船体外形轮廓各点所在的位置,从而推算出船舶水下部分的外形。此外,对系统进行了实验验证及误差分析。实测结果表明,船舶水下部分外形测量系统可实现30 m内的船舶外形量测,并且精度在范围内。     

浅谈多波束系统的工作频率及精度校验

本文介绍了几种多波束系统的性能指标,并结合测量环境、测深范围、测量精度这几个因素分析了不同工作频率多波束系统的差异性。最后,结合在界牌水道进行多波束扫测的实例,详细讲解了应用十字交叉精度评估法进行多波束系统测量精度校验的方法。     

高精度准实时监测防波堤抛石的软件开发

在长周期波浪、作业窗口少等不利海况条件下,传统的多波束监测技术精度仅为±10 cm、效率也较低。依托以色列阿什杜德港工程,基于多波束通用格式数据,采用有验潮和无验潮两种测量模式,分析各种误差来源,并对多种滤波算法进行对比,开发出多波束高精度自动化后处理软件。结果表明,该软件可实现不利海况条件下的防波堤边坡抛石状态准实时监测,精度可达±5 cm。     

多波束无验潮测深技术在葛洲坝枢纽中的应用

本文介绍了多波束GNSS无验潮水下地形测量的原理。以葛洲坝水利枢纽工程测量为例,对多波束无验潮方法获取的水深测量结果进行了成果精度分析。结果表明,多波束无验潮测深技术测量数据真实可靠,精度有保证,在实际应用中具有准确性、有效性和可行性。     

采用加窗LS FIR滤波器实现波束形成的分数时延

为解决由时延量化误差引起的波束图畸变,采用FIR分数时延滤波器来实现波束形成中的非整数倍采样间隔的时延,并进行仿真研究.首先介绍波束形成中由时延量化误差引起的波束图畸变现象,然后给出采用加窗最小平方误差FIR滤波器设计来精确实现波束形成中的分数时延的方法.基于50元均匀线列阵的波束设计实例验证了该方法的有效性.该方法不仅保证了波束形成的精度而且简单易行,对实现时域数字多波束形成的快速并行处理有重要意义.     

基于HZMB-CORS的GPS-RTK三维多波束水深测量

介绍基于HZMB-CORS的GPS-RTK三维多波束水深测量的基本原理、外业采集软件QINSy中的关键设置与操作、内业处理软件Caris中的GPS-RTK潮位的导入与计算方法。通过实地水深数据采集试验与传统验潮的多波束水深测量方式进行比对,分析其验潮精度、外符合精度以及内符合精度,指出了GPS-RTK三维多波束水深测量在显著提高作业效率以及降低作业成本的同时,有效提升了多波束测深精度以及测深稳定性。     

基于多波束测向技术的自动测试系统设计与实现

根据多波束测向设备的工作原理,设计了基于多波束通道一致性和测向精度的自动测试与调试系统,该系统能快速、准确地测出通道一致性及测向误差精度,找出匹配不好的通道及频段.该自动测试系统在设备生产过程中得到了较好的应用.     

高精度水深测量的误差影响因素及控制措施

针对水运工程中高精度水深测量的要求,本文以单波束测深系统为研究对象,介绍了水深测量的测深原理及主要误差影响因素。分别从定位误差、测深误差、水位误差、环境效应等角度对高精度水深测量的主要误差来源进行了分析,提出相应的控制措施,并通过实验进行验证。建议利用RTK三维水深测量技术消除水位误差的影响,进行导航延时的改正减少定位误差的影响,利用姿态传感器消除横摇、纵摇姿态角对水深测量误差的影响,最终降低水深测量过程中的误差影响,提高水深测量的精度。     

内河航道工程中的单波束水深测量精度控制研究

总结了单波束测深的误差来源,简单分析了误差对测量精度的影响并提出了若干控制措施,结合误差因素分析和对应的精度控制理论,在内河航道工程中进行了一系列实践性论证研究,在设备和条件允许的条件下,做了控制航速、测深探头垂直度和RTK精度的对比试验研究,通过效果分析,得出了可以提高测深精度的指导性结论,对类似的水深测量工作将起到一定的参考作用。     

SeaBat 8125安装误差校准及在边坡测量中的应用

概述了SeaBat 8125的特点,论证了多波束安装参数校准的作业方法和误差分析,对多波束校准参数的关联性进行了量化分析,提出了削弱关联影响的方法,并通过实际应用讨论了航道边坡测量和成图存在的问题及改进方法。     

浅析国产多波束系统在航道测量中的应用

本文以国产iBeam8120浅水多波束测深系统为平台,阐述了该系统组成及其主要技术指标。重点分析了多波束测深误差产生的原因,质量控制措施等关键点。并以乌江—马鞍山段航道测量应用为案例,阐述换能器安装校准,声速剖面改正及异常点剔除等处理流程,最后给出国产多波束航道测量中的测试效果。     

论浅水多波束测量质量保证措施

在对影响多波束测量精度、质量的关键因素进行分析的基础上,提出了保证测量质量的措施。     

基于快速卡尔曼滤波的SAS水下组合导航方法

合成孔径声呐(SAS)成像是基于匀速直线运动这一理想模型的,因此需要对其进行水下导航运动参数估计并确定出1条用于运动补偿的理想航迹。一般可以利用高精度的组合导航方法测量获得。文中研究了基于光纤陀螺惯导(Octans)和多普勒声速剖面仪(ADCP)等设备的SAS水下导航方法,建立组合导航系统的误差方程,并利用快速跟踪卡尔曼滤波技术进行了SAS的运动参数估计仿真。仿真结果表明,位置误差精度达到航程的0.24%,可作为SAS的水下导航方法。     

无人艇搭载多波束测深精度分析

无人艇水深测量代表了海洋测量装备自动化、智能化的发展趋势,是海洋测量技术研究的热点.本文以3 m无人自主导航艇为载体搭载多波束组成无人艇系统,进行了多波束测深数据获取,对测深数据的内符合精度和外符合精度进行了简单分析,结果可满足相关规范要求.     

多波束倾斜安装技术在水下检测工程中的应用

由于常规多波束系统垂直安装,无法精确测量临岸水域、码头、防波堤、丁坝、海岛礁等特殊水下地形地貌。针对这一难题,进行了多波束倾斜安装和校准的技术研究。采用多波束倾斜安装的方法,增加相关侧的波束数量,测量能够达到吃水线位置。水深成果精度满足规范及工程需求,实现了水下特殊地形地貌的全覆盖测量,为水上水下一体化模型提供技术支撑,可以广泛应用在水下检测工程中。     

多波束测深系统声速改正技术

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的重要参数之一。声速剖面的是否正确直接影响测量结果的精度和可靠性。文章从声速在海水中的传播出发,阐述海水中声速的测量,并通过对海区实验数据的分析,对声速的较正方法进行了探讨。