基于多波束声呐系统的水深测量技术研究

本文以多波束声呐系统在水下地形测量中的应用为研究对象,探讨了多波束声呐系统的原理、数据处理方法,并以传统的扫床方式对多波束测深系统的质量的进行了检验,结果表明,在水深30m的情况下,通过3～4次的反复扫测完全能够达到测点间距为3.6cm,这样的测点密度完全能够检测到水下细小的礁石,能够非常详细地反映施工区域水下地形情况。且多波束测深系统的测量数据在施测过程中就可以实时显示水下区域的地形情况,测量数据不仅可以制作平面的地形图,还可以制作三维模型,展示的效果直观丰富。     

基于十字型阵列的多频发射波束形成算法

针对平面接收阵阵元数量庞大导致的水下三维声学成像系统硬件开销和计算量过大的问题,提出了一种基于十字型阵列的三维声学成像的多频发射波束形成算法.该算法将发射波束方向划分为多个扇面,在每个扇面内依次向各波束方向发射不同频率的扇形波束信号,将发射次数从波束数减少到扇面数,从而缩短了扫描时间.仿真实验和计算量分析表明,文中算法能够获得与平面接收阵直接波束形成算法相同的波束性能,并且大幅降低了阵元数量和计算量.实际水下试验证明了该算法能够满足水下三维声学成像的实时性需求.     

高新技术在水下测量中的综合应用分析

文中分析了高新技术在水下测量中的综合应用,主要分析了水下测量长江治理工程多波束系统新技术、多波束与单波束的优越性,接着探讨了水下地形冲淤情况分色对比系统等软件的应用情况。     

基于SeaBat的航道测量技术研究

多波束测深技术是现代水下探测领域的新兴技术,它集成了现代空间测控技术、声呐技术、计算机技术、信息处理技术等一系列高新技术,实现了对水下探测目标的高精度和高密度测量。论文首先探讨了多波束测深系统的组成,进而以多波束测深系统用于采砂管理为任务背景,详细研究分析了多波束测深系统在采砂管理量化监测中的应用流程和监测结果。     

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.     

多波束测深系统在向家坝水电站围堰测量中的应用

本文系统地阐述了多波束测深系统在向家坝水电站围堰施工中的应用,分析了多波束的扫测精度,得出多波束具有高效率、高分辩率、高可靠性等特点,完全能满足围堰施工区水下地形测量需要。     

GZCORS在广州地铁三号线水下地形测量中的应用

水下地形图是轨道交通工程下穿河道时的必须掌握测绘资料,本文以广州地铁三号线北延段流溪河水下地形测量为例,阐述广州市连续运行参考站城市三维定位系统（GZCORS）在水下地形测量中的作业模式、方法及精度。该种作业模式在河道、沿海港口等水下地形测量中有着广阔的应用前景。     

多波束测深系统在炸礁竣工测量中的应用

本文系统地阐述了多波束测深系统在长江航道整治工程中的应用,分析了多波束的扫测精度,得出多波束具有高效率、高分辩率、高可靠性等特点,完全能满足炸礁工程炸礁区、弃渣区水下地形测量需要。     

基于折射补偿的水下结构光三维测量系统

针对结构光技术在水下三维测量中的应用,提出了一种基于折射补偿的水下结构光三维测量方法。考虑到水下三维测量时,由于光线在不同介质交界处发生折射,采用平面网格靶标对系统进行陆上标定的结果不能直接应用,必须进行折射补偿,补偿被测物体在CCD摄像机靶面上成像点的像素坐标,按所建立的水下三维测量模型进行测量。通过实验证明,本文的折射补偿方法有效地克服了折射对水下三维测量的影响,实现了水下结构光高精度三维测量。     

GZCORS在水下地形测量中的应用

现代水下测量定位常采用RTK作为平面定位手段,用回声测深仪作为测深手段,并根据水位面的高程来反算水底点高程的基本模式。广州市连续运行参考站系统（GZCORS）和广州市大地水准面精化成果（GZGEOID）确立了广州市的城市三雉定位系统。将英应用于水下地形测量可直接得到水底正常高,免去验潮和架设基准站等工序,在河道以及沿海港口水下地形测量中有着广阔的应用前景。     

摆动式单波束超声波水下微地形探测

在分析各种水下地形测量方法及其特点的基础上,提出应用互相关超声波测距方法进行水下微地形高程数据测量。通过发射信号与回波信号进行互相关运算精确捕捉回波信号的到达时刻以实现高程数据的测量。设计一种以单探头单波束超声波测距为基础的水下微地形测量系统,并分析信号处理电路和数字信号处理方法。对不同地形和不同底质的地形进行高程数据测量,对海底模拟地形进行探测与重构。研究结果表明:经过时间增益控制和滤波处理后的信号所含有的噪声和混响信号得到了抑制;应用互相关超声波测距方法得到的高程数据误差在-1~1 cm以内;生成的微地形图真实地反映了被测地形的地貌特征。     

基于多波束测深系统的隧道沉管覆土及沉降变化研究

该文基于RESON多波束测深系统对上海市某隧道沉管外部覆土厚度及沉降变化进行监测,利用多波束测深技术精度高、全覆盖、高密度的特性,经声速改正、潮位改正、姿态矫正获取密度0.5m的隧道河床坐标及高程点云数据;基于高精度曲面模型(HASM)构建隧道覆土三维显示模型,真实反映隧道河床地貌,推算隧道各沉管覆土厚度及沉降变化,并与往期数据对比反映阶段性变化。该文技术成果为水下工程覆土及沉降监测提供一种新的方法和测量手段,提高作业效率,并具有较高精度。     

多波束测深系统在海洋航道测量中的应用研究

该文基于笔者从事多波束测深的相关工作经验,以多波束测深系统在海洋航道测量应用为研究对象,论文首先探讨了多波束测深系统的组成,进而以多波束测深系统用于航道管理为任务背景,详细研究分析了多波束测深系统测量应用流程和监测结果。     

GPS盲区瞬时换能器高程重建技术研究

跨海大桥墩体及桥区海床冲淤变形是影响桥体安全的重要因素,但因为跨海大桥多处于海峡或海湾潮汐变化复杂区域,测量船在监测过程中获得实时高分辨率潮位较为困难,致使多波束换能器发射瞬间高程精度较差。因此采用双船测量模式,分别测量GPS潮位、水下地形,后根据所获得数据进行数据融合来确定多波束换能器瞬时高程。     

应用多波束测深系统的海洋测绘研究

该文基于笔者从事海洋测绘的相关工作经验,以多波束测深系统在海洋航道测量应用为研究对象,论文首先探讨了多波束测深系统的组成,进而以多波束测深系统用于航道管理为任务背景,详细研究分析了多波束测深系统测量应用流程和监测结果。     

水深测量技术及应用实例探讨

本文基于笔者从事海洋测绘的相关工作经验,以多波束测深系统在海洋航道测量应用为研究对象,论文首先探讨了多波束测深系统的组成,进而以多波束测深系统用于航道管理为任务背景,详细研究分析了多波束测深系统测量应用流程和监测结果。     

水下航行器自由视角探测的多波束声呐仿真

针对水下航行器运动与水下声学感知过程中因多因素强耦合导致相关联合仿真模型缺失问题,提出一种适用于水下自由视角探测的运动位姿和声呐图像高逼真耦合仿真方法．首先建立多波束图像声呐几何模型,并提出声呐视域简化方法,实现声呐图像快速生成;其次建立水下地形、航行器路径和探测视角耦合的自由扫测模型,实现水下自由视角扫测与成像;最后针对声呐图像干扰的高逼真仿真问题,提出一种基于实测数据拟合的结构化噪声和回波重影建模方法,进一步提高仿真声呐图像的逼真度．实验结果表明：该模型能够有效实现水下航行器自由视角扫测过程的位姿和声呐数据组合仿真,生成具有一定逼真度的多波束声呐图像．     

川江航道多波束测量技术研究

本文基于笔者多年从事航道测量的相关工作经验,以SEABAT8101多波束测深系统在川江航道测量中的应用为研究对象,论文首先分析了多波束测量的优势,进而探讨了多波束测深系统安装测试方法,定位导航实施方法,及测量步骤与数据处理思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

浅析海道浅点加密测量中多波束测深系统的应用

介绍了海道测量的发展和多波束测深系统的工作原理,重点阐述了多波束测深系统在浅点加密测量中的使用。     

针对多波束测深数据的抗差稳健估计滤波算法研究

多波束测深是获取水底地形的重要方法,针对多波束测深数据受到测船运动、假回声信号以及缺少检核条件而导致的异常值难以探测和剔除的问题,本文采用基于抗差的稳健估计滤波对测深异常值进行探测和剔除.对使用Seabat8125多波束测深系统测得的数据进行仿真处理,分别在平坦、倾斜和起伏这三种典型水底地形中随机加入不同幅度的异常值,然后基于抗差稳健估计滤波使用不同大小的滑动窗口对测深数据异常值进行探测和剔除,最后将处理结果与中值滤波和趋势面滤波进行对比分析.结果表明基于抗差的稳健估计滤波方法相比于其他两种方法可以更加有效的探测和剔除各种幅度的测深数据异常值且不受窗口大小的影响,进而为获取海水底地形提供准确的测深数据.