基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法技术方案

本发明专利技术属于海洋声学装备技术领域，具体涉及一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，以解决现有的多波束测深系统的测深数据误差消除算法未考虑系统误差的形成机制及特点，误差压制效果欠佳等技术问题。本发明专利技术提供了一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，从测深点三维坐标归算原理及误差传播理论出发，根据多元随机误差给测深带来的系统误差与波束角的相关性，通过在多波束交叉测线区域构建误差—角度相关模型，进而实现测深数据中系统误差的全区域削弱，提高了方法削弱系统误差的适用性及测深精度，改善了多波束测深数据反映水下地形的真实性，具有重要的现实意义。具有重要的现实意义。具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法


[0001]本专利技术属于海洋声学装备
，具体涉及一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法。

技术介绍

[0002]多波束是目前用于测深的常用设备，是一个由多系统组成的综合系统，其测深精度受各组成单元测量误差综合影响。各组成单元，如声速剖面仪产生的声速误差、姿态传感器产生的船体姿态测量误差、GNSS产生的定位误差、罗经阐述的方位误差以及安装偏差探测误差等均为随机测量误差，但根据测深数据归算原理，这些随机误差会给测深带来系统性影响，表现为测深系统性误差，在一次测量中(单Ping测量)表现为“哭脸”或“笑脸”地形，在多波束测深条带的公共覆盖区则表现为测深数据的不一致，且较难消除，严重影响了测深数据对真实地形的表达。
[0003]为了消除以上因素影响，目前主要采用平均法、地形趋势法两类方法来压制不同多波束条带公共覆盖区测深数据的不一致问题。平均法直接在同名点位置，对来自不同条带的测深数据平均，消除二者的测深不符值问题；地形趋势法则利用多波束条带中央波束测深精度较高，而边缘波束测深精度较低的特点，利用相邻条带中央波束测深数据，拟合多项式模型，构建地形趋势，并与边缘波束的地形变化细节结合，复原边缘波束测深数据，进而实现异常测深数据的消除。这两种方法在特定条件下均取得一定的测深系统误差削弱效果，但多从几何变化的角度削弱误差，未考虑系统误差的形成机制及特点，多波束测深系统误差的压制效果欠佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，以解决现有的多波束测深系统的测深数据误差消除算法未考虑系统误差的形成机制及特点，误差压制效果欠佳等技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1，对任一测线L1和与之相交的检查线L
ck
，在该两条多波束测线的波束条带的公共覆盖区建立间隔为第一间隔的计算网格；
[0008]步骤S2，对于测试L1和检查线L
ck
两条测线的波速条带位于所述计算网格内的测深点分别构建第一格网和第二格网；
[0009]步骤S3，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值；利用所述检查线L
ck
的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第二深度值；
[0010]步骤S4，获得同名格网的测深数据的不符值；
[0011]步骤S5，获取第一格网的测深值对应的波束角度；
[0012]步骤S6，将所述同名网格的测深数据的不符值与第一格网的测深值对应的波束角度进行拟合，获得测深不符值角相关模型；
[0013]步骤S7，利用所述测深不符值角相关模型修正测线的测点的深度值。
[0014]进一步地，所述第一格网，具体为测线L1的波束条带中，以所述计算网格的各网格点为中心，以所述第一间隔为边长的第一正方形区域；
[0015]所述第二格网，具体为检查线L
ck
的波束条带中，以所述计算网格的各网格点为中心，以所述第一间隔为边长的第二正方形区域。
[0016]进一步地，所述步骤S3中，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值，具体包括：
[0017]以所述第一格网的各第一正方形区域内的测线L1的数量多于第一预设数量的波束点的深度值的均值作为所述计算网格中各网格点的第一深度值。
[0018]进一步地，所述步骤S3中，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值，具体包括：
[0019]以所述第一格网的各第一正方形区域内的测线L1的数量多于第二预设数量的波束点的深度值与其到所述网格点的距离倒数的加权平均值作为所述计算网格中各网格点的第一深度值。
[0020]进一步地，所述步骤S3中，利用所述检查线L
ck
的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第二深度值，具体包括：
[0021]以所述第二格网的各第二正方形区域内的检查线L
ck
的数量多于第三预设数量的波束点的深度值的均值作为所述计算网格中各网格点的第二深度值。
[0022]进一步地，所述步骤S3中，利用所述检查线L
ck
的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第二深度值，具体包括：
[0023]以所述第二格网的各第二正方形区域内的检查线L
ck
的数量多于第四预设数量的波束点的深度值与其到所述网格点的距离倒数的加权平均值作为所述计算网格中各网格点的第二深度值。
[0024]进一步地，所述同名格网的测深数据的不符值，具体为第一格网与第二格网同位置的格网对应的计算网络的网格点的第一深度值与第二深度值的差值。
[0025]进一步地，所述步骤S5，获取第一格网的测深值对应的波束角度，具体包括：
[0026]步骤S51，获得所述第一格网的各第一正方形区域内属于同一Ping断面内两个相邻波束点的波束角；
[0027]步骤S52，利用所述两个相邻波束点的波束角，插值获得所述计算网格的各网格点的测深值对应的波束角。
[0028]进一步地，所述拟合为二次多项式拟合。
[0029]进一步地，所述第一间隔为测深点的平均间隔的2倍。
[0030]本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，从测深点三维坐标归算原理及误差传播理论出发，根据多元随机误差给测深带来的系统误差与波束角的相关性，通过在多波束交叉测线区域构建误差—角度相关模型，进而实现测深数据中系统误差的全区域削弱，提高了方法削弱系统误差的适用
性及测深精度，改善了多波束测深数据反映水下地形的真实性，具有重要的现实意义。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法的流程示意图；
[0032]图2是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法中计算网络构建示意图；
[0033]图3是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法中第一格网和第二格网构建示意图；
[0034]图4是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法中测深数据的不符值示意图；
[0035]图5是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法中步骤S5的流程示意图；
[0036]图6是本专利技术的一种基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法中利用插值获得计算网格的各网格点的测深值对应的波束角的计算原理图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，对任一测线L1和与之相交的检查线L
ck
，在该两条多波束测线的波束条带的公共覆盖区建立间隔为第一间隔的计算网格；步骤S2，对于测线L1和检查线L
ck
两条测线的波束条带位于所述计算网格内的测深点分别构建第一格网和第二格网；步骤S3，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值；利用所述检查线L
ck
的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第二深度值；步骤S4，获得同名格网的测深数据的不符值；步骤S5，获取第一格网的测深值对应的波束角度；步骤S6，将所述同名网格的测深数据的不符值与第一格网的测深值对应的波束角度进行拟合，获得测深不符值角相关模型；步骤S7，利用所述测深不符值角相关模型修正测线的测点的深度值。2.如权利要求1所述的基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，其特征在于：所述第一格网，具体为测线L1的波束条带中，以所述计算网格的各网格点为中心，以所述第一间隔为边长的第一正方形区域；所述第二格网，具体为检查线L
ck
的波束条带中，以所述计算网格的各网格点为中心，以所述第一间隔为边长的第二正方形区域。3.如权利要求2所述的基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值，具体包括：以所述第一格网的各第一正方形区域内的测线L1的数量多于第一预设数量的波束点的深度值的均值作为所述计算网格中各网格点的第一深度值。4.如权利要求2所述的基于测深不符值角相关性的多波束测深系统误差改正方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用所述测线L1的测深点的深度值，获取所述计算网格中各网格点的第一深度值，具体包括：以所述第一格网的各第一正方形区域内的测线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京晶，段志刚，高雷，黄贤源，谷海涛，沈国康，宋吉广，周玉坤，万宇婷，章原发，吴晓晨，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：