一、Sea Bat8101多波束测深系统及其应用（论文文献综述）
刘洪霞[1]（2020）在《多波束声呐水体影像在中底层水域目标探测中的应用》文中进行了进一步梳理多波束回声测深（Multibeam Echo Sounder,MBES）系统作为当前水下地形测量的主流设备,具有测量范围广、速度快、精度高等优点,能高效获取大面积水深数据和海底反向散射强度信息。新一代多波束系统除了具有记录海底深度、强度等信息外,还可以检测到水体中物体的散射,记录为多波束声呐水体数据（Water Column Data,WCD）。水体数据的处理、识别和应用是国际上多波束应用研究热点之一,本文深入分析了多波束声呐水体影像（Water Column Image,WCI）,围绕中底层水域目标的探测及应用,以海底沉船和海洋内波两种典型目标为研究对象,研究其探测、识别和应用,拓展多波束应用领域,提高复杂环境下海底地形测量的精度,主要工作如下:1.系统阐述了多波束声呐水体成像机理、影响因素及成图方式。对水体数据生成的多种视角影像图的特征及优缺点进行详细分析,归纳总结了多波束水体成像影响因素,并提出溯源角度定权插值方法对水体数据成像效果进行了改善。2.针对水体影像噪声强烈、数据量大、目标识别困难等问题,提出了一种基于视图转换的水体二维影像目标提取方法。分别从垂向和航向对水体数据特性进行统计分析,以此为基础设计算法的思路框架:利用Otsu算法分割波束阵列投影图,获得图像前景区域,剔除水体背景数据;根据不同视角影像图的映射关系,定位目标和海底在垂向图中的采样区间,并设置局部阈值进行逐一滤波,达到抑制旁瓣的目的;通过航向图的凸闭包计算,识别水体目标区域。实验分析表明,本文算法准确定位了目标区域,从数据整体出发保证了水体影像的处理效率,并且具有较强的适应性和可控性。3.针对水体目标三维建模时表面采样点空间分布不均现象,提出了一种基于序列轮廓线的水下目标三维重建算法。根据多波束水体数据采集原理,将数据转换至地理框架下并逐ping提取轮廓点云;通过轮廓线中心平移、划分空间格网等方法,避免出现面片错位、自相交等问题,并使用最短对角线法构建三角格网;对于重建过程中的相邻ping间的“分支”问题,基于点位间的欧式距离自动插入断点,使不同轮廓线一一对应。结果分析表明,本文算法能够有效降低面片冗余度,同时避免带来孔洞现象,准确还原水下目标物特征,较现有的α-shape算法、抛雪球算法更具优势。4.基于海洋内波特征及动力学模型,分析了海洋内波对多波束测深精度的影响及海底地形畸变特征。分别从声速跃层垂直位移、声速跃层倾斜角度、航向方位角以及海底深度四个维度分析多波束测深中海洋内波的影响;针对不同因素影响机理,分析内波影响下的海底地形变化特点及测深误差分布,用以准确判断实测海底地形是否受内波影响。5.针对受海洋内波影响的海底地形出现的类似“麻花”状褶皱异常,提出了基于多波束水体影像的海洋内波探测及同步水深改正方法。基于海洋内波的水体影像特征及受内波影响的海底地形畸变特征提取内波振幅、波长、传播方向等参数,构建内波瞬态方程;根据空间几何关系及Snell法则,确定声线折射路径,进行三维声线跟踪,计算波束脚印坐标;经过多次迭代,逐渐提高改正精度。通过数值模拟表明,本文算法能有效改善多波束测深精度,实现海洋内波的探测及同步水深改正,提高多波束测量效率。
张华臣[2]（2020）在《高精度多波束水深测量方法研究》文中研究指明多波束测深系统（The Multibeam Bathymetric System）又可以被称作是做条带测深系统,它是一种非常复杂的大型的由多波束组合而成的高新设备,它的作用是用来测量水下的地形地貌,它的工作方式复杂,通过同时发射和接收多个波束的方式进行水下地形测量,进行条带式的覆盖全部区域的测量。测量过程中,有多种误差以及干扰产生,这些误差以及干扰因素,导致测量得到的相关深度数据产生偏差,因此,研究分析测量过程中人为或者非人为操作而产生的不同种类的误差,选用合理的方法,进行各类误差的消除,从而获取准确的结果,使最终成果图的质量得到提高,是必须要开展的工作。本文在多波束测深系统的理论基础研究方面进行了初步研究,将传统多波束的类型进行分类比较,对多波束测深系统的测深原理进行了分析,对比分析了多种型号的多波束测深设备的相关参数及性能,对多波束在测深过程中产生的误差来源进行了详细的分析,对误差的特点、来源进行了归纳,对多波束系统误差估计和测深精度评估方法进行了研究。本文对多波束测深精度的保障方法进行了研究。具体内容包括:1、数据预处理的相关步骤和关键点进行研究分析。2、根据多波束测深所得数据的相关特点,提出了有助于粗差的检测和粗差剔除的几种合理的使用方法,它们分别是:基于统计特征滤波方法和趋势面滤波方法以及更加高效的抗差M估计的移动加权迭代滤波方法。3、研究了系统误差的探测和修正,主要内容包括对部分数据进行误差剔除和横摇、纵摇、航向、升沉补偿,对声速进行改正等工作,对定位数据在工作过程中产生的相关误差做出一定的判定和拟合等相关复杂处理,针对姿态数据出现的问题进行相关处理,在时间延迟方面产生的相关偏差,针对相对问题做出针对性的修正等。在结合理论研究的基础上,以上海海洋大学自主建造的国内第一艘远洋渔业调查船“淞航号”上装备的挪威的Kongs Berg公司的EM302深水多波束测量系统为例,完成了一系列水深测量方法研究实践。
宋云鹏[3]（2020）在《中水多波束接收采集系统设计》文中进行了进一步梳理随着国内外声呐技术的不断发展,各国都需要不断提升对海底地形地貌的探索能力。在水下探测研究方面,多波束测深系统起到了不可或缺的作用。本论文以中水多波束系统为项目背景,研究设计该项目中的接收采集系统,主要研究内容包括以下几个部分:首先,对中水多波束系统在国内外的发展现状进行概述,同时介绍其未来发展趋势,并依据中水多波束项目设计要求,确定了中水多波束接收采集系统的总体设计方案,介绍了多波束测深仪工作原理并分析了接收采集系统的具体结构。其次,依据中水多波束总体方案以及主动声呐方程,对接收系统所需的固定增益与可控增益等参数进行推导,同时设计了信号调理模块、A/D转换模块、增益控制模块。并完成了多通道模拟接收电路的原理图设计,同时设计接收系统电源模块,以此为基础绘制完成接收系统PCB。之后,依据采集系统所需的技术要求,对数字芯片进行选型,设计系统内各个硬件模块,包括电源模块以及接口管理模块,完成其原理图并绘制PCB。设计编写数据采集模块和数据传输模块的逻辑并进行仿真验证,实现控制FPGA的数据传输流程功能并搭建了QSYS系统,完成数据采集传输功能设计。最后,对接收采集系统的实物电路进行测试与调试,包括对模拟通道的一致性调试以及模拟通道增益测试、零输入噪声测试、以及静态功耗测试,测试结果表明所设计的模拟接收电路符合设计指标。并用Signal TapⅡ工具对采集系统的逻辑信号进行抓取,观察到采集系统能正常采集并传输数据,验证了采集系统逻辑的正确性,整个系统能够正常稳定工作。
帅晨甫[4]（2020）在《水上水下一体化测绘关键技术研究》文中研究指明海洋测绘是一门研究海洋、江河、湖泊以及毗邻陆地区域各种几何、物理、人文等地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的学科,是测绘学的一个重要分支,是一切海洋军事、海洋科学研究及开发和利用活动的基础。其中水上水下一体化测绘作为海洋测绘的一个分支有着极其重大的意义。传统的海岛礁、河岸测绘通常采用地面RTK配合全站仪以及水下单波束测深仪进行的,该种方法受到地形地貌、环境条件等制约因素的影响通常测绘效率不高。如何高效地同时获取水上和水下地形地貌数据成为测绘学界的难题。基于此本文在实施海洋强国的时代背景下,将船载激光雷达扫描系统和多波束声呐测深系统相结合,组成水上水下一体化测绘系统具有极大的创新性和实用性。本文围绕船载激光雷达扫描系统和多波束声呐测深系统组成的水上水下一体化测绘系统进行数据采集和地物分类开展以下研究:（1）本文详细地介绍了船载激光雷达扫描系统和多波束测深系统的原理、组成,使用秒脉冲PPS解决了多传感器的高精度时间同步问题并将多传感器进行刚性连接解决了空间配准问题,提出了一套切实可行的水上水下一体化测绘的解决方案。（2）对船载激光雷达扫描数据和导航定位定向系统数据进行解析,联合解算生成三维点云数据,并利用检校场对船载激光雷达数据进行安置角偏差消除,经验证船载激光雷达扫描系统精度达到厘米级,满足1:1000精度的地图绘制。并对多波束测深系统进行粗差剔除、潮位改正、声速改正和换能器安装偏差补偿等水深数据改正处理以达到多波束测深系统的最优状态。（3）分析了水上水下一体化测绘系统噪声的来源,介绍了几种常用去噪算法,并对船载激光雷达扫描系统和多波束测深系统的数据分别进行半径滤波法自动去噪处理,取代了传统人机交互的去噪方式,大大提升了效率,能够节约70%以上的内业处理时间,为高效测绘提供了技术支持。（4）本文创新地将改进的Point Net网络与目前精度较高的大场景语义分割Rand LA-Net神经网络应用于水上水下一体化点云数据进行分割,以原始点云数据和三维特征作为输入分别达到了86.57%和87.81%的总体分类精度,验证了方法的准确性和普适性,可应用于大部分船载水上水下一体化测绘场景点云数据的语义分割。本文利用了如今高效的深度学习和人工神经网络算法,针对水上水下一体化点云数据和大部分激光雷达场景点云数据进行语义分割,实现了地物分类,为后续生成DEM和三维重建等工作提供了有效的方法。
马煜然[5]（2020）在《基于深度信息的航迹匹配及其在惯导中的应用》文中研究表明在现今科技迅速发展的阶段,人类进入了陆地资源日渐匮乏的阶段,因此人类将目光转向了远大于陆地面积的海洋,因此对海洋资源进行探索变成了各个国家争相进行研究的课题。水下潜器作为探索海洋的重要工具之一,是否能够精准导航是水下潜器能够完成任务的前提,也是目前导航领域进行重点研究的课题。因为惯性导航系统随着时间的累计而导致误差变大不能满足水下载体长时间航行时对于导航精度的要求,而GPS导航系统在水下航行时因为无线电波受到水介质的影响在进行水下导航时也具有一定的局限性。所以在本文中探寻一种可以自主对惯性导航系统进行有效校正的方法,从而满足水下潜器精准导航的任务要求,第一对地形匹配导航系统进行深入研究,建立基于等深线的匹配算法,第二利用获得的位置信息结合卡尔曼滤波对惯导系统进行校正,从而使得水下潜器实现长时间高精度的导航以顺利完成任务。本论文首先对水下地形匹配导航系统各个组成部分进行了相关介绍,主要包括水深测量的方法,如何建立数字地形地图,现有的各个水下地形匹配系统算法的原理介绍,并对各个匹配算法的优劣进行了分析,再对惯性导航系统中的坐标系、坐标系之间的变换和捷联惯性导航系统的力学编排进行详细介绍,为后面匹配算法的设计打下基础。然后在对各个匹配算法存在的优缺点进行分析的基础上进行了基于深度信息的价值函数最优化的匹配算法的设计,对该算法的方法、执行过程以及可行性进行了深入介绍,除此以外还对等深线地图的获取过程进行说明,并对提出的算法进行仿真实验,从而对设计的匹配算法的性能进行了分析。因为考虑在实际运行过程中,可能存在一些相关影响因素,所以进行了匹配算法精度的分析,主要对惯导系统误差、深度测量误差、数字地图分辨率等影响因素进行了单一或叠加的仿真分析,得出结论,数字地图分辨率对算法精度的影响最大。当各个误差存在交叉作用时,也会使匹配算法精度下降。但总体来说设计的匹配算法的效果良好。最后为了能够实现本次课题目标,进行了对惯导系统进行校正的有关设计,对捷联惯导系统存在的惯性器件误差方程和速度位置姿态误差方程进行了推导,介绍了各滤波估计方法并在此基础上进行优缺点的比较,决定在校正过程中选择的滤波方法,利用数据同步融合方法解决惯导系统与地形匹配导航系统更新时间不同步的问题,在此基础上进行了组合导航系统的设计和组合导航系统的建模,最后对系统进行了仿真实验,从而实现对惯导系统的校正。
姜泽宇[6]（2020）在《长江河口区典型工程地貌特征及其风险评估》文中提出长江河口的地貌演变关乎到沿岸城市的生产建设安全与经济航运发展,一直是地理学界、工程界和企业、政府管理者们的关注热点。自20世纪中后期以来,大量工程活动在受到自然地貌限制的同时,又反过来影响自然地貌的演变,进而产生岸坡淘刷和崩岸等灾害性影响,因此,亟待开展针对性的地貌特征观测和地貌演变研究。但是,限于工程水域较差的观测环境与复杂的动力条件,传统的观测手段难以对其开展高精度高分辨率的地形地貌调查;另一方面,水陆地形测量原理的不同也增加了陆上水下地形数据无缝融合的难度。随着测量技术的进步革新,更加高效的测量仪器投入到地形地貌测量中,小型无人船逐渐用于复杂、敏感和危险极浅水工程水域的观测,使得工程地貌特征及其风险评估的定量研究成为可能。在此背景下,本文2018年将多波束测深系统、三维激光扫描仪、声学多普勒流速剖面仪、定姿定位系统与智能无人船集成为水陆一体化地形智能移动测量系统,对近期长江河口区工程活动密集的江苏口岸直水道落成洲河段、鳗鱼沙河段与上海北港水道横沙北侧河段三个临水岸段进行地形地貌、水动力、表层沉积物同步智能移动观测,结合19982019年间历史水下地形数据,分析探讨典型河段工程地貌形态特征与形成机制,评估潜在的地貌风险。主要研究成果如下:（1）解决了构建水陆一体化地形同步测量系统时遇到的时间同步与空间配准两个问题。即通过GPS输出$GPGGA数据,配合1PPS信号对三维激光扫描仪与多波束测深系统进行统一授时,完成各传感器的时间同步;量取各传感器安置位置间的相对空间距离,经过多次旋转矩阵模型计算,将测量结果归算至WGS-84大地坐标系下,完成空间配准,从而实现水陆地形的一体化测量。这种快速智能移动测量系统极大地提高了工程河段的地形测量工作效率和精度,并为涉水工程地貌演变机制研究提供了更为准确的数据支撑。（2）落成洲河段属潮控弯曲型河道,该河段自1998年来呈冲刷态势,至2019年净冲刷量达到1.27×108 m3,落成洲左汊表现为冲淤交替,右汊则持续冲刷。在洲头丁坝群整治工程范围内,河道右汊发育两个大型冲刷坑。1号冲刷坑位于右汊第1（LR1）和第2丁坝（LR2）间,最深处水深达32 m;2号冲刷坑位于LR2后方,最深处水深达36 m,且距离江岸仅100 m,岸坡处坡度高达40°。对整治建筑物和右岸堤防威胁风险较大。（3）鳗鱼沙河段属潮控顺直型河道,该河段自1998年以来持续冲刷,至2019年净冲刷量达到1.06×108 m3。鳗鱼沙心滩在中部守护工程作用下持续淤高,心滩两侧河道则持续冲深,尤其是右汊冲刷强烈,由原-10m冲深至-15 m以深;在守护工程范围内局部淤积,发育中小尺度沙波,沙波波长介于5.22-42.46 m间,波高介于0.25-2.44 m间,沙波指数（波长/波高）介于6.96-47.18间,沙脊线呈弯曲状,两侧倾角不对称,背流侧明显陡于迎流侧。（4）长江入海河口北港中部横沙岛北侧河道属潮控分汊型河道,发育近岸冲刷坑,最大冲深约7 m;2002年-2018年期间,冲刷坑附近河床经历冲-淤-冲的演变模式,整体呈冲刷状态;2007年后冲刷坑开始形成,并向下游延伸。这主要是因为青草沙水库工程的建设导致北港上段束窄,下段主流南移贴岸,使得近岸河床冲刷加剧。另外,横沙东滩促淤圈围工程抑制了北港与北槽间的水量交换,横沙岛近岸水域水动力进一步增强,也是岸坡冲刷的原因之一。分析表明大潮期间水流处于次饱和状态,岸坡表层泥沙起动流速略小于落急时刻水流流速,横沙北侧岸坡的冲刷可能会继续发展。（5）水陆一体化地形测量岸坡坡度计算分析结果显示,潮控弯曲、顺直和分汊型河道整治工程均导致邻近河道岸坡冲刷显着,失稳风险较大。
周玲[7]（2018）在《自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究》文中研究表明自主水下潜器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）作为开发和探索海洋的重要工具,在科学考察、商业及军事方面均有广泛的应用。水下高精度自主导航是发展AUV必须突破的关键技术之一,也是目前导航技术领域研究的热点和难点问题。当全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）在水下环境不可用时,为改善AUV自主导航性能,海底地形辅助导航（Seabed Terrain Aided Navigation,STAN）是替代GNSS最具有发展潜力的技术之一。海底地形辅助导航的准确度和可行性受AUV传感器装备的影响,目前它在高精度、高配置AUV的技术比较成熟且应用广泛,而在低配置AUV的研究与应用相对较少,并且高精度导航问题也更为突出。因此,本文以低配置AUV海底地形辅助导航为主题,主要研究海底地形建模、地形匹配以及地形辅助导航滤波器等关键技术。论文的主要内容和创新如下:（1）针对海底地形建模问题,研究基于插值方法的海底地形建模。选定规则格网模型作为预存海底地形图模型,以数字地面模型（Digital Terrain Model,DTM）中格网插值算法为研究对象,研究高斯过程（Gaussian Process,GP）插值算法的建模原理。利用GP处理空间相关性和估计预测值不确定性方面的良好特性,通过两种地形变化的海底地形水深分布数据图进行建模和验证,结果表明基于高斯过程的海底地形建模方法具有较好的地形逼近性能,在低分辨率海图下的优势更为明显。（2）为了解决AUV中多普勒计程仪辅助惯性导航系统（Doppler Velocity Log Aided Strapdown Inertial Navigation System,DVL/SINS）累积的较大位置误差,研究海底地形匹配导航技术。本文提出基于约束粒子群优化的地形匹配算法（Constrained Particle Swarm Optimization,CPSO）,将粒子群的初始位置通过水深等值域进行约束优化,充分利用DVL/SINS系统的导航信息和水深数据设计CPSO的适应度函数。仿真试验表明,与最近等值线迭代（Iterative Closet Contour Point,ICCP）算法相比,在地形变化明显区,ICCP的定位精度大于200m,CPSO算法的定位精度提高到100m以内,具有较高的匹配定位精度。此外,在不同的海图分辨率下,比较基于各种插值法的CPSO算法,结果显示GP-CPSO算法具有较好的地形匹配性能,可为地形辅助导航的实时跟踪阶段提供较高精度的AUV初始位置。（3）针对低配置AUV海底地形辅助导航问题,研究TAN松/紧两种组合导航模式。直接利用DVL/SINS系统的传感器输出信息作为TAN紧组合滤波器的输入,采用单波束测深仪和四波束测深仪,分别验证TAN松/紧组合导航在不同地形区域的导航性能。结果表明,TAN紧组合系统的导航性能明显优于TAN松组合导航系统,成功地实现了低配置AUV导航。此外,采用四波束测深仪的TAN紧组合导航定位精度在一个海图分辨率以内,更有利于TAN导航收敛性和导航精度的提高。（4）在TAN松/紧组合模式研究的基础上,本文提出基于三维距离的改进地形辅助导航紧组合方法（3D-TAN）,将仅有高度信息的一维观测方程扩展为包含东北向距离的三维方程。通过在不同海图分辨率、水深测量误差和地形建模方法等条件下的仿真表明,针对水深误差引起的TAN导航精度的下降,相比已有的TAN紧组合导航方法（1D-TAN）,本文所提方法可进一步改善低配置AUV的地形辅助导航性能。特别地,基于高斯过程的TAN紧组合方法对低配置AUV导航性能的改善效果更为明显。
涂玉林[8]（2018）在《基于网络RTK的无验潮测量系统研制及精度分析》文中认为与传统有验潮水深测量相比,利用GNSS RTK进行无验潮水深测量具有全天候、不受验潮站位置的影响等特点,该技术不但能提高作业效率,而且能避免吃水、波浪对测量数据的影响。本文在系统阐述常规RTK及网络RTK的定位原理的基础上,着重研究了基于GNSS RTK无验潮水深测量的原理、系统构建及误差影响分析,并在长江南京段进行了工程实践与系统改进,实践结果表明基于网络RTK无验潮水深测量系统能满足水运工程测量的精度要求。本文的主要研究内容及结论如下:（1）详细阐述了常规RTK、网络RTK定位和基于GNSS RTK无验潮测量的原理。从数据采集方法等因素的比较分析表明,利用JSCORS系统组成的综合数据采集技术,可以保障数据全面、真实、有效;分析了GNSS RTK无验潮水深测量系统的组成,并给出了水下高程的计算模型。（2）研究分析了GNSS RTK无验潮测深精度影响因素,从数据采集环境影响和内业数据处理影响两方面分析了水深测量误差产生的原因,研究了换能器的安装、声速、延迟效应、船速、船体姿态、船型、天气因素、高程基准转换等影响因素,并对每种影响因素进行了分析,给出了相关的计算模型以及提高测量精度的解决方案。（3）将RTK无验潮水深测量系统应用于长江12.5m深水航道测量实践中,外业数据采集后,在系统内业数据处理技术上,针对测深影响因素的校正方法,提出趋势面滤波剔除粗差值的方法。有效减少了误差因素的影响,并从多方面验证了RTK无验潮测量系统的测深精度符合优于5cm的精度要求,满足大比例尺内河航道测量的精度需求。
周平[9]（2017）在《多波束测深条带拼接区误差处理方法研究》文中提出条带拼接区测深数据的质量控制是多波束数据处理的重要内容,对提高多波束测深精度和获取整体区域真实海底地形具有重要意义。本文对多波束条带拼接区测深数据误差削弱方法进行了较为系统和全面的研究分析。内容涵盖:测深点的归算理论推导及分布特征的分析、海底地形的最优空间构建方法的选择、测深误差影响分类及相应的处理手段、基于中位参数的多面函数抗差估计自动滤波测深异常值的研究、以及地形频谱分析的系统性残余误差削弱方法研究等。论文的主要内容概括如下:⑴推导了海底波束脚印点的归位计算过程,从而获得准确的测深点坐标。将获得的测深点大地坐标转换为空间直角坐标,以避免后期以经纬度为坐标数据处理时产生扭曲变形大的问题。此外,分析在不同的信号发射模式下,等角和等距波束的分布特征。⑵根据所得的测深点空间直角坐标,采用各类空间内插方法来构建海底地形,根据时间损耗、DEM可视化效果以及残余误差各项评估值等指标综合选取最优的内插方法。实例表明:实际应用过程中,海底地形DEM的构建要综合测区海底地形复杂程度和测深点分布特征来选取自身最优方法。⑶对多波束测深误差的影响从不同的层面进行分类,并根据测量过程中各类型误差是否共同作用深度值,分析了声速剖面测量和姿态测量误差对条带拼接的影响。此外,阐述了误差性质类型中异常值和系统误差的研究方法,为后续本文处理方法的提出提供指引方向。⑷针对多项式曲面拟合进行测深滤波不彻底且逼近真实的海底地形能力有限,以及将最小二乘求得的残余误差作为抗差初始值严重干扰抗差性能等问题,本文提出了基于中位参数的多面函数抗差估计法来自动滤波测深异常值。该方法在多面函数已知节点的选取上进行了改进,结合角度-弦高联合准则和点的离散度进行抽稀处理,此外,综合了多元参数的中位参数具有很强抗差能力的特性。实验结果表明:该方法能最大限度和最大效率上提取区域的特征点,DEM效果图中可以看出基本没有异常突出的起伏点,同时又保证海底地形连续变化的特征。⑸尽管一些系统性测深误差在数据处理中有所改正,但多波束测深系统自身测量误差及其诱导性的残余误差依然存在,严重影响测深的精度,导致条带拼接区出现哭笑脸现象。因此,本文提出基于地形频谱分析的方法来削弱系统性残余误差的影响,并与DFT方法进行对比分析。实验结果表明:采用分区多条带分割处理,通过适当的稀释多面函数中已知节点的间隔,合理地降低拟合精度来达到快速处理整个测区系统性残余误差削弱的目的。相比DFT方法的处理,地形频谱分析法所处理后的测深数据残余误差的削弱影响得到了显着的提升。
李东[10]（2017）在《近海开发影响下底栖生境演变的声学观测与评估研究》文中认为近海开发已成为沿海地区进行空间资源扩展的主要途径。大规模沿海开发活动如围填海工程、海洋牧场建设等在促进了沿海地区社会经济发展的同时,对海洋底栖生境也产生了显着影响。声学方法改变了传统调查方法效率不高、获取信息不全的缺点,为底栖生境调查提供了一种新的技术方法。多波束声呐系统是当代海洋勘测中一项高新技术产品,国内将其应用于近海底栖生境观测、评估的研究还比较少见;声学数据结合分类算法可以实现底栖生境的识别与评估,但目前还缺乏人工鱼礁区底栖生境自动化分类方法的相关研究。本论文在总结多波束数据处理方法的基础上设计了一种底栖生境自动化制图方法,实现人工鱼礁区底质类型的识别;利用高分辨率、高精度的多波束声呐系统,分析人工鱼礁区、围填海区微地形地貌特征。主要研究成果如下:1、设计了一种底栖生境自动分类方法,并将其应用于人工鱼礁区。结果表明:（1）多波束数据量大,包含信息丰富,通过数据挖掘可以提取反映海底底质属性的多种声学变量（如坡度slope、底栖位置指数BPI等）;（2）PCA能够在保留主要信息的同时,将多种声学变量实现数据压缩,减少数据冗余（特征值大于1的前3个PCs的累积频率近80%）;（3）ISODATA非监督分类算法与人工解译方法相比,处理速度快效率高,可以消除相邻声相边界的不确定性,确保分类结果的正确性,大大降低操作人员的偏差,节省人力成本。这一自动化智能分类方法在山东近海大规模人工鱼礁区取得了良好效果,实现了鱼礁区三种基本底质（沙质海底、泥质海底及人工鱼礁）的分类识别。底质取样、水下摄像验证结果与自动化分类结果保持一致,进一步证明了该方法的有效性。人工鱼礁区底栖生境的自动化分类技术可以将复杂的多波束数据转化为可视化的专题图,能够使用户快速获取感兴趣区的海底底质信息,满足鱼礁管理的需求,具有较强的实际意义。该底栖生境制图方法主要在GIS平台下完成,可以实现进一步的空间分析与算法改进。2、利用多波束系统结合地理空间分析方法实现了大规模人工鱼礁区底栖生境的监测与评估。分析结果显示:（1）采用多波束声呐系统能够快速获取鱼礁的形态、分布及其周围海底的微地形地貌信息,比传统调查方法（如水下探摸）准确度高、效率高、成本低;（2）借助地理信息系统地形分析技术可以提取鱼礁区地形特征变量,坡度、曲率、粗糙度、地形耐用指数以及地形起伏度的高值区均出现在礁石分布区域,能够将礁石从平坦海底区分开来;（3）由于自身重力及水动力作用,礁石发生沉降现象（沉降深度达0.45 m）,鱼礁的存在使底层流速减弱、流向发生变化,其周围出现特有的冲淤地形,多波束水深数据可以定量分析投石后引起的海底地形变化特征,为人工鱼礁建设评估工作提供数据支持;（4）不同类型的人工鱼礁,其构造不同,形成的局部流场也不同,为底栖生物创造了不同的底栖环境,实地验证发现水泥预制件礁体比山石鱼礁的聚鱼效果更为明显。高分辨率的多波束数据不仅可以反映出海底鱼礁的宏观信息（分布、规模、占地面积等）,还可以提供鱼礁的微观信息（三维结构、大小、形状及沉降深度等）,达到人工鱼礁精准监测的目的。3、结合历史海图与多波束数据,在GIS平台下构建龙口湾水下DEM,分析了龙口湾近50年的形态演变过程。结果显示:1960s到2010s半个世纪以来,龙口湾水下地形地貌发生了巨大改变,研究区水域面积减少了13.5 km2。具体来说:（1）1960s1990s,龙口湾自然演变,受人类活动影响较小;（2）1990s2000s,龙口港扩建加之航道清淤,龙口湾形态发生了明显变化,龙口浅滩面积缩小,平均水深从7.56 m增加到8.16 m;（3）2000s2010s,龙口港的进一步扩展及离岸人工岛的建设使龙口湾海底地形发生了剧烈改变,龙口浅滩基本消失,人工岛北部水下地形复杂、海底较为破碎,陆地面积从23.10km2增长到29.35 km2。近几十年频繁的海岸活动（包括港口扩建、航道清淤及人工岛建设）已成为决定龙口湾形态变化的主导因素。高分辨率的多波束数据显示,人工岛吹填工程抽取沉积物后,在海底留下了大量取土坑,平均水深加深了2.34 m,使海底地形地貌发生了极大改变,对海底底栖生境造成了严重破坏。本研究中设计的鱼礁区底栖生境自动化分类方法,是海底声学探测领域的一次尝试,有助于人工鱼礁的科学管理,具有较强的现实意义;利用多波束声呐手段结合地理空间分析方法获取人工鱼礁区、围填海区微地形地貌特征,为监测近海人类活动影响下的底栖生境演变提供了一种新的技术手段。
二、Sea Bat8101多波束测深系统及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Sea Bat8101多波束测深系统及其应用（论文提纲范文）
（1）多波束声呐水体影像在中底层水域目标探测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及组织结构 |
| 2 多波束水体成像机理 |
| 2.1 多波束声呐工作原理 |
| 2.2 多波束声呐成像原理 |
| 2.3 多波束水体数据可视化 |
| 2.4 水体成像影响因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多波束水体二维影像目标检测 |
| 3.1 水体影像插值方法 |
| 3.2 水体影像特征分析 |
| 3.3 基于视图转换的水体影像目标提取 |
| 3.4 实验与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多波束水体影像目标三维重建 |
| 4.1 水体目标表面点云提取 |
| 4.2 基于散乱点云的三维建模 |
| 4.3 基于序列轮廓线的表面重建 |
| 4.4 实验与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多波束测深中海洋内波的影响 |
| 5.1 海洋内波特征及动力学模型 |
| 5.2 海洋内波对多波束测深的影响 |
| 5.3 实验与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多波束水体影像内波探测及测深同步改正 |
| 6.1 海洋内波的探测 |
| 6.2 内波影响下的海底地形畸变特征 |
| 6.3 海洋内波参数反演及测深改正 |
| 6.4 实验与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（2）高精度多波束水深测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内外多波束研究现状 |
| 1.3.2 国外多波束测量数据处理软件发展 |
| 1.3.3 国内多波束测量数据处理软件发展 |
| 1.4 论文的研究路线 |
| 第二章 多波束测深的基础理论 |
| 2.1 多波束系统类型 |
| 2.1.1 电子多波束 |
| 2.1.2 干涉多波束 |
| 2.1.3 不同类型仪器的比较 |
| 2.2 多波束系统测深原理 |
| 2.2.1 水声学基础 |
| 2.2.2 多波束系统 |
| 第三章 多波束测深误差源分析 |
| 3.1 多波束测深误差的特点 |
| 3.1.1 系统误差 |
| 3.1.2 随机误差 |
| 3.1.3 粗差 |
| 3.2 多波束测深误差来源分析 |
| 3.2.1 多波束测深系统的复杂性 |
| 3.2.2 环境的特殊性 |
| 3.2.3 人员的主观性 |
| 3.3 多波束系统误差估计 |
| 3.4 多波束系统测深精度评估方法 |
| 3.4.1 水深测量极限误差 |
| 3.4.2 主测线与检查线交叉点不符值统计 |
| 第四章 多波束测深精度保障方法 |
| 4.1 数据预处理 |
| 4.1.1 多波束测深数据预处理 |
| 4.1.2 水深数据成图处理 |
| 4.1.3 图像处理 |
| 4.2 粗差处理 |
| 4.2.1 交互式以及单ping粗差剔除 |
| 4.2.2 基于统计特征滤波 |
| 4.2.3 趋势面滤波 |
| 4.2.4 抗差M估计滤波 |
| 4.3 误差探测及修正 |
| 4.3.1 误差组成及传递 |
| 4.3.2 换能器安装偏差探测与修正 |
| 4.3.3 罗经安装偏差探测与修正 |
| 4.3.4 Heave异常探测与修正 |
| 4.3.5 时间延迟偏差探测与修正 |
| 4.3.6 声速改正探测与修正 |
| 4.3.7 水深改正 |
| 第五章 高精度多波束水深测量方法实践 |
| 5.1 深水多波束系统介绍 |
| 5.1.1 深水多波束测量原理 |
| 5.1.2 国内外发展现状 |
| 5.1.3 深水多波束系统典型功能与发展趋势 |
| 5.2 EM302深水多波束测深精度评估 |
| 5.3 安置偏移量检校 |
| 5.4 测深精度评估 |
| 5.4.1 深水多波束精度评估方法 |
| 5.4.2 试验计划 |
| 5.4.3 数据对比分析 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）中水多波束接收采集系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.2 多波束测深仪系统概述 |
| 1.2.1 国内外研究水平和动态 |
| 1.2.2 多波束测深仪系统发展趋势 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 系统总体设计方案 |
| 2.1 多波束测深工作原理以及组成 |
| 2.2 中水多波束接收采集系统方案 |
| 2.2.1 多通道接收机的组成结构 |
| 2.2.2 数字信号采集系统方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 中水多波束多通道接收系统设计 |
| 3.1 多通道接收机技术指标 |
| 3.2 接收机信号调理模块结构 |
| 3.3 接收机低噪声设计 |
| 3.4 前置放大电路设计 |
| 3.5 固定增益放大电路和可控增益放大电路设计 |
| 3.5.1 固定增益放大电路设计依据 |
| 3.5.2 固定增益放大电路设计 |
| 3.5.3 可控增益放大电路设计 |
| 3.6 接收机带通滤波器电路设计 |
| 3.7 A/D转换模块设计 |
| 3.8 增益控制模块设计 |
| 3.8.1 增益控制模块结构设计 |
| 3.8.2 数模转换模块设计 |
| 3.8.3 单端转差分电路设计 |
| 3.8.4 低通滤波模块设计 |
| 3.9 多通道接收机电源设计 |
| 3.10 多通道接收机PCB设计 |
| 3.10.1 单通道结构布局 |
| 3.10.2 PCB器件布局设计 |
| 3.11 本章小结 |
| 第4章 中水多波束采集系统设计 |
| 4.1 系统芯片选型 |
| 4.1.1 采集FPGA简介 |
| 4.1.2 控制FPGA简介 |
| 4.1.3 接口管理器件简介 |
| 4.1.4 其他器件简介 |
| 4.2 采集系统硬件电路设计 |
| 4.2.1 数字采集系统电路的电源模块设计 |
| 4.2.2 采集系统接口管理模块设计 |
| 4.2.3 采集系统PCB设计 |
| 4.3 采集FPGA逻辑设计 |
| 4.3.1 数据采集模块 |
| 4.3.2 FPGA数据传输模块 |
| 4.4 系统控制FPGA逻辑设计 |
| 4.4.1 控制FPGA系统方案 |
| 4.4.2 数据传输模块设计 |
| 4.4.3 增益控制逻辑设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 接收采集系统调试 |
| 5.1 接收系统调试与测试 |
| 5.1.1 接收系统模拟通道前置放大模块增益指标测试 |
| 5.1.2 接收系统模拟电路幅频指标测试 |
| 5.1.3 接收系统模拟电路静态功耗指标测试 |
| 5.1.4 接收系统模拟电路零输入噪声测试 |
| 5.1.5 接收系统模拟电路可控增益电路测试 |
| 5.1.6 接收系统通道一致性调试 |
| 5.2 采集系统调试与测试 |
| 5.2.1 采集模块测试 |
| 5.2.2 信号传输模块测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）水上水下一体化测绘关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多波束测深系统研究现状 |
| 1.2.2 激光雷达扫描系统研究现状 |
| 1.2.3 水上水下一体化测绘系统研究现状 |
| 1.2.4 点云分类算法研究现状 |
| 1.3 文章主要研究内容 |
| 第二章 系统组成及原理 |
| 2.1 船载激光雷达扫描系统的组成和原理 |
| 2.1.1 船载激光雷达扫描系统组成 |
| 2.1.2 扫描方式 |
| 2.1.3 激光测距原理 |
| 2.1.4 移动激光定位原理 |
| 2.2 多波束系统的组成和原理 |
| 2.3 系统集成实现 |
| 2.3.1 高精度时间同步 |
| 2.3.2 高精度空间配准 |
| 第三章 水上水下一体化数据处理关键技术 |
| 3.1 激光点云数据解算与检校 |
| 3.1.1 激光数据解析 |
| 3.1.2 导航定位定向系统数据解析 |
| 3.1.3 三维点云数据解算 |
| 3.1.4 船载LiDAR安置角的偏差消除 |
| 3.2 多波束数据处理关键技术 |
| 3.2.1 粗差改正 |
| 3.2.2 潮位改正 |
| 3.2.3 多波束换能器安置角偏差改正 |
| 3.2.4 剖面声速改正 |
| 3.3 点云数据去噪关键技术 |
| 3.3.1 常见滤波器 |
| 3.3.2 滤波算法实验 |
| 第四章 基于深度学习的点云分割 |
| 4.1 深度学习简介 |
| 4.2 基于改进的深度学习点云分割 |
| 4.2.1 Point Net概述 |
| 4.2.2 Rand LA-Net概述 |
| 4.2.3 改进的神经网络 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.3.1 实验条件与环境 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于深度信息的航迹匹配及其在惯导中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、目的及意义 |
| 1.2 地形匹配导航系统研究现状 |
| 1.2.1 地形匹配导航系统国外研究现状 |
| 1.2.2 地形匹配导航系统国内研究现状 |
| 1.3 惯导系统校正技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作及内容安排 |
| 第2章 水下地形匹配导航系统概述 |
| 2.1 水下地形匹配导航系统 |
| 2.2 水深测量部分 |
| 2.3 数字地形地图 |
| 2.4 水下地形匹配导航系统算法 |
| 2.4.1 TERCOM算法 |
| 2.4.2 SITAN算法 |
| 2.4.3 ICCP算法 |
| 2.5 惯性导航系统 |
| 2.5.1 常用坐标系 |
| 2.5.2 坐标系变换 |
| 2.5.3 捷联惯导系统的力学编排 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于深度信息的价值函数匹配算法 |
| 3.1 等深线地图的获取 |
| 3.2 基于深度信息的价值函数匹配算法 |
| 3.2.1 算法的方法描述 |
| 3.2.2 数据的预处理 |
| 3.2.3 算法的执行过程 |
| 3.2.4 算法可行性分析 |
| 3.3 算法仿真实现 |
| 3.3.1 基于水下数字地形图的仿真 |
| 3.3.2 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 匹配算法误差分析 |
| 4.1 惯导系统对匹配结果的影响 |
| 4.1.1 惯导相对距离误差 |
| 4.1.2 航向误差 |
| 4.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2 深度测量误差对匹配结果的影响 |
| 4.3 数字地图分辨率对匹配结果的影响 |
| 4.4 误差因素叠加对匹配结果的影响 |
| 4.5 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于航迹匹配的惯导校正方法 |
| 5.1 捷联惯导系统误差方程 |
| 5.1.1 惯性器件误差方程 |
| 5.1.2 速度误差方程 |
| 5.1.3 位置误差方程 |
| 5.1.4 姿态误差方程 |
| 5.2 滤波估计方法 |
| 5.2.1 直接法和间接法 |
| 5.2.2 开环校正及闭环校正 |
| 5.3 数据同步融合 |
| 5.4 组合导航系统设计 |
| 5.5 仿真实验与结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）长江河口区典型工程地貌特征及其风险评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 河口地貌演变研究 |
| 1.2.2 水陆一体化地形测量研究 |
| 1.2.3 工程地貌风险评估研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 研究区域与方法 |
| 2.1 长江河口涉水工程 |
| 2.2 重点研究区域 |
| 2.2.1 口岸直水道 |
| 2.2.2 北港水道 |
| 2.3 研究方法与数据 |
| 2.3.1 历史地形数据处理与分析 |
| 2.3.2 高分辨率水陆一体化地形地貌数据采集与处理 |
| 2.3.3 水动力数据采集与处理分析 |
| 2.3.4 河床表层沉积物采集及处理分析 |
| 2.3.5 水流挟沙力与泥沙起动流速计算方法 |
| 2.3.6 基于冲刷坡度的工程地貌风险评估 |
| 第三章 水陆一体化地形测量系统构建 |
| 3.1 水陆一体化地形测量系统的组成 |
| 3.1.1 搭载平台 |
| 3.1.2 载荷传感器 |
| 3.1.3 数据采集处理软件 |
| 3.2 水陆地形数据同步采集原理 |
| 3.2.1 多传感器时间同步 |
| 3.2.2 点云数据空间配准 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 潮控弯曲河道局部冲刷地貌特征及驱动因素 |
| 4.1 落成洲整治工程概况 |
| 4.2 落成洲河段河势演变 |
| 4.2.1 平面形态变化 |
| 4.2.2 典型横断面形态变化 |
| 4.2.3 冲淤变化 |
| 4.3 局部冲刷工程地貌特征 |
| 4.4 水动力及泥沙特征 |
| 4.5 落成洲整治工程局部冲刷地貌形成机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 潮控顺直河道局部淤积地貌特征及驱动因素 |
| 5.1 鳗鱼沙整治工程概括 |
| 5.2 鳗鱼沙河段河势演变 |
| 5.2.1 平面形态变化 |
| 5.2.2 典型横断面形态变化 |
| 5.2.3 冲淤变化 |
| 5.3 局部淤积工程地貌特征 |
| 5.4 水动力及泥沙特征 |
| 5.5 鳗鱼沙守护工程局部淤积地貌形成机制 |
| 5.6 鳗鱼沙守护工程对口岸直水道河势的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 潮控人工分汊河道局部冲刷地貌特征及驱动因素 |
| 6.1 长江入海河口北港河道概况 |
| 6.2 横沙北侧河势演变 |
| 6.2.1 平面形态变化 |
| 6.2.2 典型断面形态变化 |
| 6.2.3 冲淤变化 |
| 6.3 局部冲刷地貌特征 |
| 6.4 水动力及泥沙特征 |
| 6.5 局部冲刷地貌形成机制与演变趋势 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 长江河口区工程地貌风险评估 |
| 7.0 工程地貌风险评估内容 |
| 7.1 鳗鱼沙整治工程局部淤积地貌风险评估 |
| 7.2 落成洲整治工程局部冲刷地貌风险分析 |
| 7.3 横沙北侧局部冲刷地貌风险分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 本文结论 |
| 8.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间参加科研项目情况 |
| 硕士期间参加发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 论文中主要符号和缩写的说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 现有的水下潜器导航方法概述 |
| 1.2.1 航位推算法 |
| 1.2.2 辅助导航法 |
| 1.3 海底地形辅助导航技术的国内外研究动态 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 海底地形辅助导航关键技术分析 |
| 1.4.1 海底地形建模 |
| 1.4.2 地形匹配 |
| 1.4.3 地形辅助导航滤波器 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第二章 海底地形图数据库 |
| 2.1 海底地形图常用表达方式 |
| 2.1.1 规则格网模型 |
| 2.1.2 不规则三角网模型 |
| 2.1.3 等深线模型 |
| 2.2 海底地形图误差分析 |
| 2.2.1 海底地形特征 |
| 2.2.2 源数据测量误差 |
| 2.2.3 数字地面模型误差 |
| 2.3 数字地面模型插值方法 |
| 2.3.1 参数插值法 |
| 2.3.2 半参数插值法 |
| 2.3.3 高斯过程插值法 |
| 2.4 插值精度评定 |
| 2.5 地形建模性能评估与分析 |
| 2.5.1 仿真条件 |
| 2.5.2 实验结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于约束粒子群优化的海底地形匹配导航技术研究 |
| 3.1 海底地形匹配导航系统的组成与原理 |
| 3.1.1 基本导航系统 |
| 3.1.2 水深测量系统 |
| 3.1.3 地形匹配模块 |
| 3.2 粒子群优化算法原理与收敛性分析 |
| 3.2.1 粒子群优化算法原理与设计流程 |
| 3.2.2 粒子群优化算法的收敛性 |
| 3.3 基于约束粒子群优化的地形匹配算法 |
| 3.3.1 粒子群分布初始化 |
| 3.3.2 适应度函数设计 |
| 3.3.3 基于约束粒子群优化的地形匹配算法流程 |
| 3.4 匹配性能仿真验证 |
| 3.4.1 仿真条件 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 地形辅助松/紧组合导航方法 |
| 4.1 地形辅助导航松/紧组合原理 |
| 4.1.1 松组合 |
| 4.1.2 紧组合 |
| 4.2 递归贝叶斯滤波器 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波器 |
| 4.2.2 粒子滤波器 |
| 4.3 地形辅助导航松/紧组合滤波器 |
| 4.3.1 状态方程 |
| 4.3.2 观测方程 |
| 4.3.3 滤波器流程 |
| 4.4 导航性能实验验证 |
| 4.4.1 仿真条件 |
| 4.4.2 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于三维距离的改进地形辅助导航紧组合方法 |
| 5.1 改进的TAN紧组合滤波器设计 |
| 5.1.1 状态方程 |
| 5.1.2 观测方程 |
| 5.2 两种TAN紧组合系统导航性能分析 |
| 5.3 基于跑车数据的半物理实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文内容总结 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间发表论文、参加科研情况 |
（8）基于网络RTK的无验潮测量系统研制及精度分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 定位技术的研究现状 |
| 1.2.2 水深测量技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 网络RTK无验潮测深原理 |
| 2.1 网络RTK无验潮动态定位原理 |
| 2.1.1 常规RTK定位原理 |
| 2.1.2 网络RTK定位原理 |
| 2.1.3 JSCORS系统组成数据采集技术 |
| 2.2 无验潮水深测量方法设计 |
| 2.2.1 水下地形测量系统 |
| 2.2.2 无验潮测深方法与计算模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 RTK无验潮测深精度影响因素分析 |
| 3.1 测深设备对水下测量的影响 |
| 3.1.1 换能器安装测深影响因素 |
| 3.1.2 声速测深影响因素 |
| 3.1.3 延迟效应影响因素分析 |
| 3.2 运动载体对水深测量影响因素分析 |
| 3.2.1 船速测深影响因素分析 |
| 3.2.2 船体姿态影响因素分析 |
| 3.2.3 船型对测深影响因素分析 |
| 3.3 其他影响水深测量的因素分析 |
| 3.3.1 天气因素分析 |
| 3.3.2 高程基准转换的拟合方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章无验潮水深测量系统的应用及精度分析 |
| 4.1 无验潮水深测量系统数据采集 |
| 4.1.1 系统外业数据采集 |
| 4.1.2 系统内业数据处理 |
| 4.2 大地水准面精度验证 |
| 4.2.1 利用已知点进行测试 |
| 4.2.2 利用控制点进行精度测试 |
| 4.3 水下地形测量精度验证 |
| 4.4 趋势面滤波法剔除粗差 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）多波束测深条带拼接区误差处理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 多波束测深系统的发展进程及测深原理 |
| 1.1.1 多波束测深系统的发展历史与现状 |
| 1.1.2 多波束测深系统的组成 |
| 1.1.3 多波束测深的原理 |
| 1.2 多波束条带拼接问题分析及研究现状 |
| 1.2.1 条带拼接的问题分析 |
| 1.2.2 条带拼接质量控制的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 |
| 2 测深点特征分析及海底地形的构建 |
| 2.1 测深点特征分析 |
| 2.1.1 测深点的归算过程 |
| 2.1.2 测深点的分布特征 |
| 2.2 坐标转换与地图投影 |
| 2.2.1 大地坐标与空间直角坐标的转换 |
| 2.2.2 UTM投影 |
| 2.3 海底地形构建 |
| 2.3.1 空间插值方法概述 |
| 2.3.2 海底地形构建方法实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 测深的误差影响分类及条带拼接区误差的处理 |
| 3.1 测深误差影响分类 |
| 3.2 条带拼接区误差处理分析 |
| 3.2.1 单一化测量误差作用影响 |
| 3.2.2 测深综合影响及其处理 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 多波束测深异常值的自动滤波 |
| 4.1 一般的滤波方法 |
| 4.1.1 趋势面滤波法 |
| 4.1.2 抗差M估计 |
| 4.2 基于中位参数的多面函数抗差估计水深异常值检测 |
| 4.2.1 基函数的构建 |
| 4.2.2 已知节点的选取 |
| 4.2.3 中位参数法的初值求取 |
| 4.2.4 等价权抗差迭代估计 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 条带拼接区系统性残余误差削弱方法研究 |
| 5.1 系统误差削弱方法—两步滤波法 |
| 5.2 地形频谱分析的残余误差削弱方法 |
| 5.2.1 前期测深质量控制 |
| 5.2.2 短波项信号的提取 |
| 5.2.3 长波项信号的提取 |
| 5.2.4 残余误差的效果评估 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 两相邻条带局部区域实验 |
| 5.3.2 测区多条带大区域综合实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 下一步研究工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间完成成果 |
（10）近海开发影响下底栖生境演变的声学观测与评估研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 近海开发对底栖生境影响的研究进展 |
| 1.2.1 人工鱼礁建设对底栖生境影响的研究进展 |
| 1.2.2 围填海工程对底栖生境影响的研究进展 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 底栖生境制图的研究进展 |
| 1.3.1 声学底栖生境制图概述 |
| 1.3.2 多波束底栖生境分类研究进展 |
| 1.3.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容和论文框架 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 论文框架 |
| 第2章 底栖生境的声学观测技术 |
| 2.1 多波束系统工作原理 |
| 2.1.1 多波束系统组成 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.1.3 多波束校准 |
| 2.2 多波束数据预处理 |
| 2.2.1 水深数据预处理 |
| 2.2.2 后向散射数据预处理 |
| 2.3 多波束数据挖掘 |
| 2.3.1 多波束底质分类原理 |
| 2.3.2 声学特征提取与分析 |
| 2.3.3 分类方法与流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 底栖生境声学非监督分类算法研究 |
| 3.1 数据来源 |
| 3.1.1 多波束数据 |
| 3.1.2 实地验证数据 |
| 3.2 底质分类方法构建 |
| 3.2.1 多波束声学变量提取 |
| 3.2.2 PCA与ISODATA |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 多元统计分析 |
| 3.3.2 生境分类结果 |
| 3.4 鱼礁生境及自动化分类探讨 |
| 3.4.1 人工鱼礁区生境特征 |
| 3.4.2 鱼礁区多波束数据挖掘 |
| 3.4.3 底栖生境自动分类 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 人工鱼礁区地形特征及冲淤机制研究 |
| 4.1 研究区概况 |
| 4.1.1 牟平养殖区 |
| 4.1.2 莱州养殖区 |
| 4.2 数据来源与处理 |
| 4.2.1 数据采集 |
| 4.2.2 数据处理 |
| 4.3 鱼礁区海底微地形地貌特征分析 |
| 4.3.1 牟平鱼礁区 |
| 4.3.2 莱州鱼礁区 |
| 4.4 人工鱼礁区冲淤机制探究 |
| 4.4.1 水文数据分析 |
| 4.4.2 冲淤形成机制 |
| 4.5 人工鱼礁监测 |
| 4.5.1 人工鱼礁效应 |
| 4.5.2 鱼礁监测建议 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 围填海区水下地形演变特征探究 |
| 5.1 研究区概况 |
| 5.1.1 自然条件 |
| 5.1.2 社会经济条件 |
| 5.1.3 龙口湾围填海现状 |
| 5.2 数据来源及处理 |
| 5.2.1 历史海图及遥感影像 |
| 5.2.2 多波束数据 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 龙口湾近50年水下地形演变 |
| 5.3.2 龙口湾微地形地貌特征分析 |
| 5.4 龙口湾水下地形演变影响因素探究 |
| 5.4.1 海平面变化 |
| 5.4.2 泥沙输送 |
| 5.4.3 港口建设与航道清淤 |
| 5.4.4 人工岛建设 |
| 5.5 龙口湾围填海对底栖生境的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 问题和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、Sea Bat8101多波束测深系统及其应用（论文参考文献）
- [1]多波束声呐水体影像在中底层水域目标探测中的应用[D]. 刘洪霞. 山东科技大学, 2020(06)
- [2]高精度多波束水深测量方法研究[D]. 张华臣. 上海海洋大学, 2020(03)
- [3]中水多波束接收采集系统设计[D]. 宋云鹏. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [4]水上水下一体化测绘关键技术研究[D]. 帅晨甫. 上海海洋大学, 2020(03)
- [5]基于深度信息的航迹匹配及其在惯导中的应用[D]. 马煜然. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [6]长江河口区典型工程地貌特征及其风险评估[D]. 姜泽宇. 华东师范大学, 2020(12)
- [7]自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究[D]. 周玲. 东南大学, 2018(05)
- [8]基于网络RTK的无验潮测量系统研制及精度分析[D]. 涂玉林. 东南大学, 2018(05)
- [9]多波束测深条带拼接区误差处理方法研究[D]. 周平. 东华理工大学, 2017(01)
- [10]近海开发影响下底栖生境演变的声学观测与评估研究[D]. 李东. 中国科学院烟台海岸带研究所, 2017(07)