多波束系統(tǒng)探測(cè)技術(shù)應(yīng)用及水深數(shù)據(jù)濾波方法探討(編輯修改稿)
2025-09-01 22:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖5“德山”輪沉船最淺水深及海底平均水深圖資料圖6“德山”輪沉船掃測(cè)區(qū)域三維立體圖資料 （1）GPS定位儀在掃測(cè)前于煙臺(tái)港控制點(diǎn)上進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，保證GPS定位精度可靠，檢驗(yàn)結(jié)果符合測(cè)量規(guī)范要求。（2）在數(shù)據(jù)處理前進(jìn)行多波束系統(tǒng)標(biāo)定，確定系統(tǒng)換能器安裝角度偏差，以便在數(shù)據(jù)處理時(shí)進(jìn)行消除。（3）在測(cè)區(qū)進(jìn)行聲速剖面測(cè)量，并在測(cè)前及測(cè)后進(jìn)行聲速比對(duì)，在掃測(cè)前輸入換能器表面聲速值，以保證測(cè)區(qū)聲速的可靠性及準(zhǔn)確性。 “德山”輪沉船掃測(cè)結(jié)果經(jīng)查閱《煙臺(tái)港至成三角（150000/30211）》海圖，“德山”。（－＝）。由此得出，“德山”，對(duì)應(yīng)的WGS84坐標(biāo)經(jīng)緯度為：, “德山”。第三章 安裝校準(zhǔn)儀器安裝校準(zhǔn)是測(cè)量當(dāng)中最為重要一環(huán)節(jié)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的好壞直接影響整個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果下面就對(duì)安裝校準(zhǔn)做一下簡(jiǎn)單介紹。多波束系統(tǒng)安裝校準(zhǔn)一般選擇在航道進(jìn)行。測(cè)定GPS定位儀相對(duì)于測(cè)深儀的時(shí)間延遲，多波束系統(tǒng)換能器的初始安裝角。通過(guò)水深變化大的海區(qū)同向不同速（相差一倍）的測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)延，通過(guò)海底平坦海區(qū)同速反向（相差180176。）的測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)試換能器的橫搖（Roll），通過(guò)水深變化大的海區(qū)同速不同向（相差180176。）的測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)試換能器的縱搖（Pitch），通過(guò)水深變化大的海區(qū)同速同向且相距距離為覆蓋寬度的2/3的兩條測(cè)線數(shù)據(jù)測(cè)試換能器的首搖（Yaw），測(cè)試時(shí)采集多余觀測(cè)數(shù)據(jù)，最后取其平均值。圖7圖8圖9圖10第四章多波束系統(tǒng)水深數(shù)據(jù)濾波 濾波的目的是刪除質(zhì)量差的，保留質(zhì)量好的數(shù)據(jù)，而濾波器是一種批處理器，對(duì)通過(guò)它的信息進(jìn)行過(guò)濾，分離出希望保留的東西。在處理過(guò)程中濾除噪音，如圖所示：輸 出(信 號(hào))濾 波 器輸 入(信號(hào) +噪音)圖11 在多波束系統(tǒng)水深數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，可進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波，以控制采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，主要的濾波種類和方法如下：1. 水深最大值、最小值濾波 在水深采集時(shí)，設(shè)置測(cè)區(qū)的最大水深值及最小水深值，當(dāng)實(shí)時(shí)采集的數(shù)字化水深大于最大水深值或小于最小水深值時(shí)，系統(tǒng)將該水深濾除掉，如圖所示：圖3：36352510米3028中心波束343332314039383724232221272650米mi 29圖12從圖上可以看出，水深最大值設(shè)為50米，最小值設(shè)為10米，第2336號(hào)波束的水深超出設(shè)置范圍值，因此被刪除掉。2. 量程濾波 設(shè)置一個(gè)最大量程或最小量程（斜距），當(dāng)測(cè)量水深（斜距）大于最大量程或小于最小量程，這些水深都被濾除掉。3. 海底檢測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度與一致性測(cè)試濾波（1）、海底檢測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試 聲吶處理器將每個(gè)海底檢測(cè)點(diǎn)的強(qiáng)度與平均背景強(qiáng)度（利用周圍檢測(cè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算）進(jìn)行比較，則認(rèn)為該點(diǎn)強(qiáng)度高。（2）、海底檢測(cè)點(diǎn)一致性測(cè)試 對(duì)多波束系統(tǒng)測(cè)量的逐行水深進(jìn)行一一測(cè)試，以鄰近五個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為一組，聲吶處理器判斷其中任何四個(gè)點(diǎn)是否大致在一條線上，如果是，則認(rèn)為被檢測(cè)點(diǎn)有高度一致性。（3）、在執(zhí)行濾波時(shí)，海底檢測(cè)點(diǎn)僅僅是高強(qiáng)度，數(shù)據(jù)質(zhì)量值設(shè)為1，若僅僅是一致性，數(shù)據(jù)質(zhì)量值設(shè)為2，若既強(qiáng)度高而且一致性好，數(shù)據(jù)質(zhì)量值設(shè)為3。只有數(shù)據(jù)質(zhì)量值為3的被采用，其他質(zhì)量值的數(shù)據(jù)被濾除掉。 上述三種數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)濾波只能濾除水深數(shù)據(jù)中存在較大粗差的數(shù)據(jù)，只能作為水深數(shù)據(jù)的初步濾波，關(guān)鍵、細(xì)致的水深數(shù)據(jù)濾波在數(shù)據(jù)后處理中進(jìn)行。當(dāng)然，上述三種濾波同樣可以在數(shù)據(jù)后處理中進(jìn)行，此時(shí)野外作業(yè)多波束系統(tǒng)采集所有的水深數(shù)據(jù)而不進(jìn)行任何數(shù)據(jù)濾波。1. 相鄰波束最大傾斜角濾波從中央波束開(kāi)始，在垂直航跡方向上，系統(tǒng)對(duì)逐行掃描的水深計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)與前一點(diǎn)連線的傾斜角（即與水平方向的夾角）。當(dāng)計(jì)算傾斜角度超出設(shè)置值時(shí)，將前一個(gè)水深刪除掉。最大傾斜角度值輸入的范圍為0176。~90176。如圖所示：10米傾斜角度
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