本文關(guān)鍵詞：多波束測深數(shù)據(jù)預處理及系統(tǒng)誤差削弱方法研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多波束測量是水下探測的最新形式之一,多波束測量技術(shù)已經(jīng)成為海底、湖泊、航道等水下地形地貌勘測的一項重要應用技術(shù)。多波束測深系統(tǒng)是一種由多傳感器組成的復雜系統(tǒng),是計算機技術(shù)、導航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成,是一種全新的高精度全覆蓋式測深系統(tǒng)。論文在分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對多波束測深系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理技術(shù),開展以下幾個方面的研究:1)多波束測深系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)融合組成的測量系統(tǒng),通過分析多波束測深系統(tǒng)工作原理,包括聲學原理、定位與導航原理、姿態(tài)修正原理、空間坐標轉(zhuǎn)換原理,對多波束測深數(shù)據(jù)進行了誤差量級估算并詳細分析了其影響機制。介紹了市面上主要的多波束勘測儀器及相關(guān)參數(shù),簡要闡述了多波束測深外業(yè)測量方法。2)多波束XTF、HSX格式原始數(shù)據(jù)解碼算法研究及實現(xiàn),XTF是一種可擴展文件格式,也是目前廣泛使用的多波束數(shù)據(jù)通用格式之一。本文詳細論述了XTF格式文件解碼算法;HSX是HYPACK多波束數(shù)據(jù)處理軟件的一種通用格式,本文完成HSX格式解碼的目的是將其與XTF解碼數(shù)據(jù)對比參照,確保解碼結(jié)果準確。3)多波束測深數(shù)據(jù)預處理,本文闡述了多波束測深數(shù)據(jù)從原始數(shù)據(jù)解碼,經(jīng)過聲線改正、姿態(tài)改正、地理歸位、粗差處理、水深改正,最終得到水下測點空間信息。介紹了一種較適用的聲線跟蹤方法(層內(nèi)常梯度的聲線跟蹤);詳細闡述姿態(tài)改正及歸為解算算法;粗差批處理技術(shù)部分主要研究了較為實用的基于趨勢面濾波的多波束測深數(shù)據(jù)粗差探測和剔除,其他粗差處理方法也做了簡要介紹;介紹了多波束測深中的水深改正方法�；谏鲜鲅芯�,研制了多波束測深數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件。4)基于多波束測深數(shù)據(jù)處理方法,先分析了多波束系統(tǒng)誤差組成及影響原理。系統(tǒng)誤差包含換能器安裝偏差、電羅經(jīng)安裝偏差、Heave異常、時間延遲、聲速改正不完善等,本文設計并進行了實驗,對系統(tǒng)誤差進行探測,依據(jù)多波束測量原理和探測方法,研究了相應的算法消除系統(tǒng)誤差。5)對多波束測深數(shù)據(jù)進行上述處理之后,仍然存在殘余系統(tǒng)誤差,本文敘述了殘余系統(tǒng)誤差成因和影響特點,研究了基于海床地行一致性變化原則的殘余誤差削弱方法和基于地形頻譜與實測微地形信息相結(jié)合的殘余系統(tǒng)誤差削弱方法,并實驗驗證了誤差削弱方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：多波束系統(tǒng) 測深 誤差估算 解碼 數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)誤差
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P229
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 測深技術(shù)發(fā)展綜述12-13
• 1.1.1 原始測深階段12
• 1.1.2 單波束測深階段12
• 1.1.3 多波束測深階段12-13
• 1.2 選題背景及意義13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要工作及內(nèi)容安排14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 2 多波束測深系統(tǒng)簡介及誤差分析16-28
• 2.1 多波束系統(tǒng)組成及原理16-19
• 2.1.1 多波束系統(tǒng)組成16-17
• 2.1.2 多波束系統(tǒng)原理17-19
• 2.2 多波束測深系統(tǒng)測量方法19
• 2.3 主要的多波束勘測儀器19-20
• 2.4 多波束測深數(shù)據(jù)誤差量級估算及影響分析20-27
• 2.4.1 表層聲速誤差dC影響量級估算21-22
• 2.4.2 姿態(tài)角dr影響量級估算22-24
• 2.4.3 姿態(tài)角dp影響量級估算24-26
• 2.4.4 姿態(tài)角dA/換能器安裝偏角dyaw影響估算26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 測深數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)誤差探測與修正28-64
• 3.1 多波束測深數(shù)據(jù)預處理綜述28-29
• 3.2 XTF、HSX格式多波束測深數(shù)據(jù)解碼29-38
• 3.2.1 XTF格式數(shù)據(jù)解碼29-35
• 3.2.2 HSX格式數(shù)據(jù)解碼35-38
• 3.3 聲線改正38-40
• 3.4 姿態(tài)改正和歸位解算40-45
• 3.4.1 船姿分析41
• 3.4.2 姿態(tài)改正和歸位計算41-45
• 3.5 粗差批處理技術(shù)45-49
• 3.5.1 交互式和單ping粗差剔除45
• 3.5.2 基于統(tǒng)計特征濾波45-46
• 3.5.3 抗差M估計濾波46
• 3.5.4 趨勢面濾波46-49
• 3.6 水深改正49-51
• 3.6.1 涌浪補償49
• 3.6.2 吃水改正49-51
• 3.6.3 潮位改正51
• 3.7 系統(tǒng)誤差探測及修正51-63
• 3.7.1 誤差組成部分及影響51-52
• 3.7.2 換能器安裝偏差探測與修正52-57
• 3.7.3 羅經(jīng)安裝偏差探測與修正57-59
• 3.7.4 Heave異常探測與修正59-60
• 3.7.5 時間延遲偏差探測與修正60-62
• 3.7.6 聲速改正完善性探測與修正62-63
• 3.8 本章小結(jié)63-64
• 4 殘余系統(tǒng)誤差探測及削弱64-72
• 4.1 概述64
• 4.2 殘余系統(tǒng)誤差探測64-66
• 4.2.1 殘余系統(tǒng)誤差對測深影響特點64-65
• 4.2.2 殘余系統(tǒng)誤差探測65-66
• 4.3 基于海床地形一致性變化原則削弱方法66-67
• 4.4 基于地形頻譜與微地形信息相結(jié)合的殘余系統(tǒng)誤差削弱方法67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論及展望72-74
• 5.1 結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-79

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本文編號：367653