声信号探测海洋动物的研究现状和展望

从声纳探测海洋动物的基本原理出发，在介绍了几种常用探测声纳基础上，详细讨论了国外关于海洋动物的探测技术，并着重介绍了不同类别海洋动物的目标反向散射强度随频率和方位的变化关系，不同的动物具有不同的内部特征，引起其反向散射强度较大的差异，从而可实现海洋动物的探测。简要叙述了海洋动物的跟踪方法，对影响探测结果的各种因素进行了探讨，最后阐述了声信号探测海洋动物的发展趋势。     

基于OpenGL的海底地形三维渲染方法

在海底地形的三维可视化表达中,三维颜色渐变渲染方法能够直观、方便地表达海底地形的起伏变化。本文分析比较了颜色模型与光照模型,提出基于HSL颜色模型的海底地形多色渐变渲染与配色方法,基于OpenGL进行了真实感光照模型的设置,并分析了影响光照效果的相关因素,最终实现了以海底数字高程模型为数据基础并叠加颜色及光照渲染真实感三维海底场景的建立。文中基于MFC平台进行了程序实现,并与常见海底地形成图软件的渲染效果进行了比较,对比结果证明本文所提出的渲染方法地形显示准确,渲染效果美观。     

多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究进展

介绍了利用多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究现状,以实例说明了多波束声纳水柱影像的典型应用,展望了其应用前景.多波束水柱影像携带了波束从换能器到海底的完整信息,可用于探测从海面至海底的声照射目标,包括探测航道障碍物、水雷和海底突起物等海底民用军事目标,检视水下工程,也可探测鱼群、海洋内波、羽状气流等中底层水域固体或非固体目标.通过改变波束照射方式,多波束声纳可兼作扇扫声纳,还可进行动态目标的探测与跟踪.多波束声纳水柱影像在水下目标探测中应用广泛,多波束声纳技术也发展迅速,典型特征是波束数增多、波束角减小、覆盖角度扩大、信号带宽增加、硬件体积缩小.高精度、高分辨率、三维立体测深成像将是未来多波束声纳的发展方向.未来多波束声纳技术将集成侧扫声纳、合成孔径声纳、扇扫声纳等多种水下声学成像工具于一体,其应用领域也将进一步拓展.     

GNSS浮标导出多普勒速度测波应用研究

高精度的GNSS位置或速度是利用GNSS浮标研究海浪运动规律的关键。基于不同测速模型,GNSS浮标单站原始多普勒、单站导出多普勒速度和PPK载波位置差分速度精度展开对比分析;在此基础上对速度进行积分,提取波面位移,进行功率谱分析得到表面波浪的波高和周期。通过海上数据实测发现,单站导出多普勒相比于单站原始多普勒测速精度更高,以位置差分实测波面位移为参考,单站导出多普勒更能满足波浪观测的精度要求。该方法仅需一台GNSS接收机,不需要架设岸边基站,为GNSS浮标深远海观测应用提供一定的参考。     

EM300X系列多波束ALL数据格式解析

Kongsberg Simrad公司生产的EM300X多波束测深系统所采集的原始数据以．ALL（_RAW．ALL）二进制方式存储,这种存储方式为海量多波束数据节省了存储空间,却给后继的研究带来困难。为便于数据处理及误差分析,须将该数据格式解析,提取所需的原始信息。以VC＋＋6．0作为开发平台,通过分析ALL格式结构,根据其内部数据包的数据结构和标识码读取数据包中的数据,提取所需数据以文本格式输出,为更好地利用这种数据奠定基础。     

基于扇扫声纳图像的动态目标跟踪方法

扇扫声纳在搜寻目标,躲避障碍物,跟踪动态目标,水下检视等方面有着广泛的用途。针对影像噪声大,实现动态目标的自动跟踪有较大难度的问题,分析了扇扫声纳影像中动态目标和静态目标的特点,利用目标在序列影像中的变化完成动态目标的分离,在此基础上,使用卡尔曼滤波方法实现动态目标的跟踪,最后结合实际数据进行了分析,表明算法的有效性。     

中国大陆主要块体现今运动状态联合反演研究

基于中国大陆多年来的GPS速度数据和地震矩张量数据,在充分考虑大陆内部构造活动的基础上,联合反演研究了中国大陆主要块体的欧拉运动参数。将两种观测数据的相对权比同欧拉参数一同作为反演参数,利用联合反演模型和优化方法,合理地提取了观测数据中的块体运动信息。研究结果表明:(1)7个亚板块表现出复杂的运动和变形格局,以南北带为分界线,西部从南向北逐渐减弱,西藏亚板块中构造块体的欧拉矢量转速平均约为0.551°/Ma,新疆亚板块中各构造块体的欧拉矢量转速平均约为0.267°/Ma;南北带西部多数块体的运动明显大于东部,华北亚板块的欧拉矢量转速平均约为0.251°/Ma,华南亚板块约为0.283°/Ma。(2)中国大陆地壳的形变具有明显的整体形变趋势,同时亚板块或构造块体之间又表现出构造运动的区域性和差异性。(3)在联合反演中,GPS资料主要作用在于确定地壳运动的现时性,地震矩的作用主要是确定运动的趋势性。利用两种观测数据进行联合反演,可最大限度地提取块体运动的信息。     

GPS与InSAR数据融合的研究现状与展望

GPS与InSAR数据融合研究是一个极具潜力的研究方向。本文在详细论述其研究现状的基础上，探讨了它的研究特点、应用优势。针对其研究现状，讨论了其在基本概念、相位解缠算法、水汽模型和大气层延迟改正模型、时间域与空间域的融合模型和算法、精度评定和质量控制等研究方面的问题．为GPS与InSAR数据融合提出了基本的研究框架。     

基于小批量K均值预分类的多波束反向散射强度角度影响改正

角度响应变化是影响多波束声呐回波图像质量的主要因素,为了后续利用多波束反向散射图像进行海底底质分类,需去除角度响应的影响。国内外已开展角度响应模型及改进模型研究,但现有方法很难适应复杂海底底质环境。针对此问题,通过小批量K均值聚类将测区海底点预分为高阻抗平滑底质和低阻抗粗糙底质,然后构建自适应改正模型逐测线去除角度响应的影响。实验选用浙江海域实测4条相邻测线数据,采用Lambert模型法、二次微分法和本文方法分别进行了反向散射强度角度影响去除。本方法处理后角度响应去除效果最佳(MIC=0.123);在多波束条带重叠区,反向散射强度标准差为1.46dB,有效改善了复杂底质环境下的多波束声呐图像质量。     

高精度水声定位技术的发展现状及关键问题

随着海洋开发活动的深入,海洋定位与导航的需求从水面以上转变为水上、水下的全部海洋空间.尽管全球导航卫星系统极大地推动了大地测量与导航定位领域的全新发展,但电磁波在水体中快速衰减的特性使其无法直接用于水下目标的定位与导航.声波在海水中具有良好的传播特性使得水声定位技术被广泛研究,不仅研发出了多种民用领域常用的水声定位系统,水声定位技术也成为构建海洋大地测量基准的核心技术之一.在分析总结水声定位技术方法和理论体系发展现状的基础上,对高精度水声定位技术发展的若干关键问题进行了探讨和展望.