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数字化水下地形测量技术应用研究

作　者: 陈然
导　师: 施昆；倪津
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 数字化水下测量误差分析无验潮
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水下地形测量是地形测量学的一个重要分支,其主要任务是完成海洋或江河湖泊的水下地形图测绘工作。在诸如兴建港口；水上运输；海上采油,海底探矿；海洋捕捞；海域划界,海战保障；江河湖泊的生态保护、规划及治理等方面发挥重大作用。随着人口的增多,自然资源的匮乏,世界的目光正逐步投向江河湖泊及大洋。因此,水下地测量技术的重要性也将越来越受各界的重视。随着先进的导航定位测量技术及数字化测深技术的发展与成熟,数字化水下地形测量技术也应运而生并得到较快发展。尤其是差分GPS实时动态定位(RTK)技术的产生,更使数字化水下地形测量技术向“高效、精确、全天候”作业模式迈出了大步。本文系统的回顾了水下地形测量的发展历史,从GPS测量定位原理及超声波测深仪工作原理着手,阐述了数字化水下地形测量系统的组成及测量原理,重点介绍了“无验潮测深法”的水下地形测量原理及作业方法。并对测量系统的误差来源、误差传递过程及减少误差产生的环节进行了研究分析,并提出了系统测量精度的两种评估方法。以大量图表形式说明了数字化水下地形测量系统的实用性及先进性。同时通过实例,归纳总结并完善了数字化水下地形测量系统从控制、野外地形数据采集到内业成果整理全过程内外业操作方法,扎实有效地推动了数字化水下地形测量技术在国内的应用、普及及发展。最后对当前数字化水下地形测量技术应用及发展的新方向给予了总结和展望。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章概述  7-15
  1.1 水下地形测量的基本概念、特点及作用  7-10
    1.1.1 基本概念  7-8
    1.1.2 水下地形测量特点  8-9
    1.1.3 水下地形测量的用途  9-10
  1.2 水下地形测量技术的发展及现状  10-15
    1.2.1 定位技术  11-12
    1.2.2 测深手段的变迁  12-13
    1.2.3 水下地形测量技术的发展及现状  13-15
  1.3 论文研究的主要内容及技术路线  15
第二章数字化水下地形测量系统的构成及原理  15-32
  2.1 差分GPS技术  15-16
    2.1.1 GPS发展的背景  15
    2.1.2 GPS的工作原理  15-16
    2.1.3 GPS的组成部分  16
  2.2 数字测深仪基本原理  16-22
    2.2.1 回声测深仪基本原理  16-17
    2.2.2 数字电路测深仪基本原理  17-19
    2.2.3 组合测深仪的工作原理  19
    2.2.4 多波束测深仪的工作原理  19-22
  2.3 数字化水下地形测量系统的集成  22-28
    2.3.1 水下地形测量系统的总体设计  22
    2.3.2 "无验潮测深法"基本原理  22-23
    2.3.3 硬件组成及安装  23-26
    2.3.4 软件集成及操作流程  26-28
  2.4 水下地形测量主要误差源及解决对策  28-29
  2.5 精度评估  29-32
第三章数据处理  32-41
  3.1 数据处理概述  32
  3.2 坐标转换  32-34
  3.3 水深数据处理  34-39
    3.3.1 水深数据格式  34-36
    3.3.2 水深数后处理流程  36
    3.3.3 动态吃水和测深仪改正准备  36-37
    3.3.4 原始采集水深取样  37-38
    3.3.5 水位改正  38-39
    3.3.6 数据格式转换  39
  3.4 水深数据传递原理  39-40
  3.5 成图及建模  40-41
第四章应用研究  41-70
  4.1 应用概述  41
  4.2 抚仙湖水下地形测量  41-70
    4.2.1 任务概况  41-42
    4.2.2 测区概况  42-43
    4.2.3 测量设备及软件的选择  43-44
    4.2.4 控制测量  44-52
    4.2.5 七参数的求解  52-53
    4.2.6 水下地形测量野外数据采集  53-63
    4.2.7 岸线及岛屿地形测量野外数据采集  63
    4.2.8 内业资料整理  63-68
    4.2.9 水下地形测量成果精度检核分析  68-70
第五章总结与展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75

数字化水下地形测量技术应用研究

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