多波束測深數(shù)據(jù)預(yù)處理及系統(tǒng)誤差削弱方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、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(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)。多波束測深系統(tǒng)是一種由多傳感器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)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(gè)方面的研究：
　　1）多波束測深系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)融合組成的測量系統(tǒng)，通過分析

2、多波束測深系統(tǒng)工作原理，包括聲學(xué)原理、定位與導(dǎo)航原理、姿態(tài)修正原理、空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理，對多波束測深數(shù)據(jù)進(jìn)行了誤差量級估算并詳細(xì)分析了其影響機(jī)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(shí)現(xiàn)，XTF是一種可擴(kuò)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(xì)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

3、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(zhǔn)確。
　　3）多波束測深數(shù)據(jù)預(yù)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(diǎn)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(xì)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(shí)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

4、也做了簡要介紹；介紹了多波束測深中的水深改正方法。基于上述研究，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(shí)間延遲、聲速改正不完善等，本文設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，對系統(tǒng)誤差進(jìn)行探測，依據(jù)多波束測量原理和探測方法，研究了相應(yīng)的算法消除系統(tǒng)誤差。
　　5）對多波束測深數(shù)據(jù)進(jìn)行上述處理之后，仍然存在殘余系統(tǒng)誤差