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摘要:等效声速剖面法将实际复杂的声速剖面用一个简单的声速剖面等效替代,在声线跟踪时可以提高计算效率.但在多波束测深系统归位计算中,由于地形的起伏,对每ping各个波束使用单一的等效声速剖面会影响计算精度.通过仿真实验分析了地形起伏对等效声速剖面法计算精度的影响,提出了一种等效声速迭代算法,通过实验发现,相比于常梯度声线跟踪算法,迭代算法可达到同等精度水平,并有更高的计算效率....
摘要:声速剖面通常采用站位式测量得到.分布较为稀疏,即使是走航式测量也难以得到足够密集的声速剖面.为此应在现有的声速剖面基础上进行插值以满足各方面的需要.反距离加权插值法、线性插值三角网法和基于经验正交函数的声速剖面反演法是声速剖面插值常用的三种方法,文章讨论了其在多波束测深声速剖面加密中的适用性和插值精度.结果表明,三种声速剖面插值方法均可提高声速改正精度,其中基于经验正交函数的声速剖面反演法插值精度高,适用性好;线性插值三角网法内插精度较高,但外推能力较差;反距离加权插值法算法简单,便于实现....
[专利] 发明专利 CN201710098747.9
山东科技大学 2017-07-14
摘要:本发明公开了一种自适应多节点等效声速剖面的构建方法,属于海洋测绘数据后处理领域,本发明首先对多波束海底地形测量区域进行原始声速剖面的采集,然后对原始声速剖面进行平滑预处理,之后根据Douglas‑Peucker算法原理对声速剖面进行分层,通过拖动由分层抽稀出的声速特征点来构建出理想的等效声速剖面,最后根据分层结果及已知的初始入射角和由表层声速仪测得的表层声速,做等效梯度声线跟踪,观察声速改正后的水深侧投影是否正确。由于等效声速剖面可以替代原声速剖面进行声速改正,因此可以通过自适应多节点等效声速剖面的构建方法来提高声线跟踪效率,本发明不仅体现了高度的自适应性,同时也保证了后期声速改正的精度。
[硕士论文] 闫循鹏
大地测量学与测量工程 山东科技大学 2017(学位年度)
摘要:我国拥有辽阔的海域面积,纵贯南北的漫长海岸线以及丰富的海洋资源。现代海洋高新技术的发展,高科技海洋仪器设备的开发运用,虽为开发海洋资源提供了前提与保障,但目前我国对海洋资源的开发利用仍着重于沿海开发,且我国海洋科学创新能力和支撑能力不足,不利于开展大规模的海洋资源开发。
  多波束测深技术是目前进行水下地形地貌测量的主要技术手段,水体中声波传播速度的变化将会引起其传播方向的变化,导致声线弯曲,是影响多波束测深精度的重要误差来源。海洋内波是一种广泛存在于我国沿海,发生在海水内部稳定层结处的重力波,其振幅可达数米到数十米,常见波长为几十米至几十千米,频率介于浮性频率和惯性频率之间。海洋内波发生时,其携带的巨大能量会导致海水较高的流速,不仅会对海洋石油钻井平台和水下潜艇会造成严重威胁,且变化剧烈的等密度面会对经过的声线传播方向和声速大小发生改变。因此,研究分析海洋内波对多波束测深精度影响机理,探索误差改正方法,对于提高多波束测深精度和效率,反演海洋内波波长、传播方向等基本特征是迫切且必要的。
  本文用数值仿真的方法,模拟了在海洋内波经过测区时造成声速跃层发生垂直位移和倾斜情况,进而分析了内波对多波束声线传播路径的影响机理,并在此基础上,构建了测区的海底DEM,通过分析DEM特征与海底地形起伏规律,提出并验证了从海底DEM反演海洋内波的传播方向、波长和振幅等其近似值信息的方法,并跟据反演得到的海洋内波近似参数构建了内波函数,对声线重新进行三维声线跟踪,获取更精确的海底 DEM以用于反演精确的海洋内波参数,通过如此若干次迭代计算,既反演了海洋内波参数也削弱了海洋内波对多波束测深的影响。
[专利] 发明专利 CN201510875555.5
山东科技大学 2016-03-09
摘要:本发明公开了一种基于等效声速梯度的长基线水声定位方法,属于水声定位导航领域,采用长基线水声定位系统,该系统由搭载在目标物上的收发换能器发射定位信号,布设在海底的应答器基阵接收并返回应答信号,测量声信号从发射到返回的传播时间,由安装在收发换能器和海底应答器上的微型声速仪实时测量声速值;根据等效声速剖面原理,利用历史声速剖面计算初始值搜索等效声速梯度,当换能器到应答器、应答器到换能器往返传播距离相等时,确定等效声速梯度值,并计算出目标的准确位置。本发明不需要准确的声速剖面,甚至不需要声速剖面,有效消除了声速剖面代表性误差的影响,提高了水下目标定位的精度。
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