声速测量数据处理_数据处理_逐差法测量声速的好处(4)

(２)基于GNSS潮位的海洋垂直基准传递

针对远距离平均海平面/深度基准面确定困难这一难题，提出了基于GNSS 锚定潮位的平均海平面/深度基准面确定方法，并给出了适合不同情况下的、完备的传递模型，100km 范围内，实现了优于6.5cm的平均海平面/深度基准面传递精度，为远距离海洋垂直基准的精确确定提供了新的方法[27]。

(３)无缝深度基准面构建及海洋垂直基准无缝转换

结合流域深度基准面的变化特点，研究了8种几何建模法，认为无论验潮站数量、分布及深度基准面变化平缓与否，反距离加权法、克里金法和径向基函数法建模精度较优，基于各自特点，提出无缝深度基准面自适应综合建模法，在长江口实现了优于５ｃｍ的建模精度。

从潮汐传播物理机制出发，提出了三种区域无缝深度基准面物理建模法，即基于潮汐调和常数、潮差比和最小二乘传递参数的深度基准面建模方法，并认为三种方法的精度均优于几何法，其中潮汐调和常数建模法的精度和稳定性优于潮差比法和最小二乘传递参数法[28]。

根据物理建模法和几何建模法的特点，提出了大型感潮河段无缝深度基准面综合建模法，在提高建模效率的同时，显著提高了建模精度[29]。

在Saint John 河和长江口两个大的流域，构建了无缝深度基准面模型，取得了优于4.5cm的建模精度，构建了海洋垂直基准无缝转换模型，取得了优于5.4cm的垂直基准间综合转换精度[30]，并成功地应用于精密水下地形测量等应用中。见图6。

(４)高精度流速测量

受外部磁场(或铁质测量船)、底质流动及仪器性能等因素影响，ADCP设备自身难以为流速测量提供准确的方位和船速基准，从而降低了ADCP 测量精度并限制了其自身应用。为此，借助外部传感器，通过设备布设、参数计算和替换等研究，给出了一种ADCP 流速精确测量和数据处理方法，提高了ADCP流速测量精度[31]，增强了其应用范围。

(５)潮流径流分离及局域时空流场构建

针对传统潮流分析方法对感潮河段走航ADCP数据实施潮流分离表现出的不足，开展了基于梯度训练法的径向基函数潮流分离方法，解决了传统潮流分析方法要求时序数据长、潮流分离实施复杂问题，以及基于贪婪拟合法的径向基函数潮流分离算法存在的节点数无法确定、过度拟合导致结果不稳定等难题，在徐六泾断面取得了较好的潮流径流分离精度。

对大潮、中潮、小潮3个时段的走航数据进行了潮流分离，分别获得了余流场和潮流场的空间分布函数及大潮、中潮、小潮3个不同时段的流场时变规律，构建了局域时空流场，取得了优于±0.21ｍ/s的建模精度ꎬ为基于走航ADCP数据构建时空流场提供了一种新途径。

(６)潮汐、潮流数据处理软件系统研制

在理论研究的基础上，研制了潮位数据处理软件，包括了潮位站潮位数据处理、(GNSS)锚定和走航潮位数据处理及提取、潮汐调和分析、MSL和深度基准面确定及传递、无缝深度基准面构建、海洋垂直基准无缝转换等功能。

研制了流速数据处理软件，包括ADCP数据解码及处理、基于外部传感器的ADCP数据处理、潮流分析、潮流径流分离、时空流场构建、流量估计、断面流速获取等功能。见图7。

2.5海底(浅地层)底质探测及分类

(１)基于多波束回波强度和侧扫声纳图像的海底底质分类

为了获取反映海底底质特征的回波，研究了多波束回波强度的G 改正方法，提出了AR曲线建模法和AR曲线聚类改，研究了样本选取方法，并给出样本寻优法，研究了样本特征挑选原则，给出了基于主成分分析的特征选取方法，开展了分类方法研究，针对传统基于单一分形维数进行底质分类存在近似底质分类可靠性不高问题，提出了顾及分形维数、空隙特征和多重分形的多特征海底底质分类方法，显著提高了相似底质的识别度，分类可靠性从传统的80％提高到90％以上[32]。