声速测量数据处理_数据处理_逐差法测量声速的好处

赵建虎，王爱学

(武汉大学测绘科学与技术学院，湖北武汉430079)

摘要:随着我国海洋经济向深海、远海推进，精密海洋测量及数据处理技术得到迅速发展， 简要地介绍了武汉大学测绘科学与技术学院在海洋大地测量、海底地形地貌信息获取、水下导航定位、潮汐潮流数据处理及应用、海底底质探测和分类等方面的最新研究进展，对我国的海洋测绘发展具有一定的借鉴和促进作用。

关键词:海洋大地测量，海底地形地貌，海洋水文，水下导航定位

中图分类号: P229. 2 文献标志码: Ａ 文章编号:1671￣3044(2015)06￣001￣07

１引言

随着我国“海洋强国”、“一带一路”和“海上丝绸之路”等战略的实施，海洋测绘作为海上活动的“先头兵”，在技术、装备等方面遇到了前所未有的机遇和挑战，建设“数字海洋”、“透明海洋”对深海资源开发、海态环境监测、海洋渔业生产、海洋工程建设等活动顺利开展具有重要的保障意义。目前，在计算机信息技术的推动下，机载激光测深、多波束测深、侧扫声纳系统、三维图像声纳系统等一批具有全覆盖、高效率、高精度设备在海洋测绘领域普及使用，也使海洋测绘的对象由传统单一的海道测量，扩展至海洋测深、潮汐、潮流、海洋重力、海洋磁力、海洋定位、海底浅剖等综合性测量[1]，并呈现出测量平台及测量设备多元化[2-4]、数据采集陆海一体化[5]、数据处理精细化[6-7]、自动化[8]等趋势， 武汉大学测绘科学与技术学院紧跟上述发展趋势。在国家大战略需求以及生产和科研单位需求的驱动下，在国家973、国家863、国家自然科学基金、国家支撑计划、省部级基金和相关单位科技项目的支撑下，在海洋大地测量、高精度高分辨率海底地形地貌信息获取、海洋潮汐和潮流、水下导航和定位、海底(浅表层)底质探测和分类等领域开展了相关研究ꎬ取得了一些研究成果，下文简要介绍上述研究进展。

２研究进展

2.1海洋大地测量及水下导航定位

(１)地球重力场模型与卫星测高技术[9-10]

开展了全球重力场模型、卫星重力及海洋卫星测高技术的研究，突破了地面重力数据与卫星重力数据最优联合及超大规模快速稳定解算等关键技术，研制了我国首个720阶WDM2001模型。在中国近海及领海海域构建了2′×2′的重力异常数值模型，模型精度达到3~5ｍGaI，确定了中国近海陆海统一基准数字高程模型，取得了优于5cm精度，确定了全球海域2′×2′平均海平面高模型序列，精度优于4cm，研究了近60年全球海平面变化特征,量化了海平面变化趋势及其主要贡献因素，反演并构建了全球海底地形数值模型,建立了15′×15′全球海洋潮汐模型，解决了精密区域大地水准面确定的多项理论和技术难题，实现了“GNSS+大地水准面”的现代高程测量三维一体化技术体系和作业新模式，实现了传统高程基准建立和维持模式的根本性转变，推进了我国现代测绘基准建设进程。

(２)LBL高精度定位及水下控制网建立

研究了长基线水下定位原理,给出了水面绝对基准的高精度传递方法、水下控制网络的布设原则、控制网无约束平差和约束平差的数学模型、声学差分定位方法、高精度水下声学导航定位原则及方法,形成了较完备的水下控制网布网、施测方案和数据处理理论方法体系以及导航数据处理理论方法体系[11], 研制了水下声学导航定位软件。填补了我国的空白。声速测量数据处理

(３)基于多传感器信息融合的管节高精度沉放对接技术

为满足浅水管节沉放和对接对自动化、高精度和高可靠性定位的需要，设计了基于测量塔全站仪和GPS、声学定位系统、测距定向拉线系统与一体的精密定位系统，给出了一套完整的数据处理理论和方法，并研制了软件，将该技术应用于实际工程，取得了优于2cm的管节沉放对接精度[12]，满足了水下精密工程施工的需要。