針對海洋測繪水下聲學(xué)定位中常用的最小二乘平差法易受粗差和系統(tǒng)誤差影響,導(dǎo)致解算精度和穩(wěn)定性較差的問題,提出1種水下控制點(diǎn)解算的方法:介紹海底大地控制點(diǎn)標(biāo)校基本原理和方法,給出全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)和水下聲學(xué)定位模型;然后選用中國科學(xué)院測量與地球物理研究所(IGG)選權(quán)迭代法和一次范數(shù)最小法,用于水下聲學(xué)定位數(shù)據(jù)精密標(biāo)校。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,一次范數(shù)最小法能有效抗拒異常觀測擾動,抗差能力較強(qiáng),能夠?qū)崿F(xiàn)淺海海底控制點(diǎn)厘米級定位精度。

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【部分圖文】：

圖1海底應(yīng)答器精確位置解算示意

假設(shè)海底應(yīng)答器的空間直角坐標(biāo)為Xo(xo,yo,zo),Xi為ti(i=1,2,,n)時(shí)刻由GNSS測得的換能器位置，其坐標(biāo)為Xi(xi,yi,zi)，從換能器到應(yīng)答器的聲信號傳播時(shí)間為，為海域加權(quán)平均聲速值，則觀測方程[8]，表示為式中：為換能器到海底應(yīng)答器的真....

圖3海底控制點(diǎn)標(biāo)校實(shí)驗(yàn)航跡

標(biāo)校實(shí)驗(yàn)前，嚴(yán)格測定船載換能器、GNSS天線和慣性測量裝置（inertialmeasurementunit,IMU）姿態(tài)傳感器在船體坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，將其歸算至統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)下。標(biāo)校過程中，測量船圍繞海底應(yīng)答器，進(jìn)行田字走航和圓形走航測量（如圖3所示），同步采集高精度船載GNSS....

圖4標(biāo)校實(shí)驗(yàn)海區(qū)聲速剖面

實(shí)驗(yàn)海區(qū)位于青島靈山島周圍的淺海區(qū)域，海水深度在25m左右，通過現(xiàn)場實(shí)測的溫、鹽、深等參數(shù)計(jì)算出來的聲速剖面如圖4所示。有研究表明，在聲速變化不超過1m/s的水域，當(dāng)聲學(xué)定位入射角小于80°時(shí)，聲線彎曲造成的測距誤差為毫米級[28]，可以用平均聲速代替聲線跟蹤算法標(biāo)校淺海海底....

圖57種不同標(biāo)校航跡

分別提取小圓、大圓和田字等3種簡單圖形的航跡定位數(shù)據(jù)。其中，小圓半徑約為77m(3倍水深），大圓半徑約為200m(10倍水深），田字航跡中心位于應(yīng)答器正上方附近，最大邊長為120m。將3種不同形狀單一航跡進(jìn)行組合，形成套圓、小圓加田字、大圓加田字以及套圓加田字等4種組合航跡....

本文編號：3894178