一、水下地形测量中GPS二维坐标变换（论文文献综述）
王鑫[1]（2020）在《水流引起的多波束测深误差改正方法研究》文中进行了进一步梳理多波束测深系统集成了多波束测深及组合导航技术,可快速、准确地获取水下地形数据,具有全覆盖、高精度、高效率等优势。目前,多波束测深已成为海洋调查的最重要方式,改善其测深准确性是测量行业的当务之急。影响多波束测深结果准确性的因素众多,例如声速剖面误差、潮位测量误差、惯性导航系统姿态测量误差,GNSS定位系统定位误差,安装误差等。这些误差的存在影响了多波束测深数据的准确性及美观性。虽然在多数情况下测深误差仍在1%的误差容许范围内,但可能会导致多波束测量中相邻条带存在高差不符值,数据产生分层现象从而难以拼接,影响最终测绘产品的表现效果。在进行多波束误差处理研究时会对换能器安装偏角进行改正,但一直以来,在进行该项改正时都将换能器安装支架视为刚体。本文将换能器支架视为非刚体,在测量过程中换能器支架由于水流的冲击而发生了可逆的弹性形变。随着船速及水流速度的不同,弹性形变的量也是时变的。支架的弹性形变导致换能器轴系发生了偏转,在进行安装偏差改正时无法对这一时变的轴系偏转进行改正,从而导致最后的测深结果中含有这一误差的影响。本文针对由于水流、船速等原因导致多波束支架发生形变,使得换能器相对惯性导航系统轴系发生偏移产生了姿态偏差从而影响结果准确性的现象展开了研究,研究成果如下:（1）研究了根据导航数据计算水流速度及船只输出速度的方法,使用该方法可在未搭载多普勒流速仪的情况下计算水流速度及船只输出速度。（2）研究了根据相邻条带测深结果求取各自的横摇偏差,进而使用速度信息拟合姿态偏差并对测深结果进行改正的方法。首先在测区内选取海况良好,测深结果无异常的相邻两条带,根据导航数据分别计算两条带的水流速度大小与方向及船只输出速度的大小与方向,并根据条带重叠部分高差不符值计算两条带各自在各时刻的姿态偏差;然后建立水流速度,船舶输出速度与姿态偏差的修正公式;最后在测区内各条带利用该修正公式求解姿态偏差并对测深数据进行改正。实验结果表明,该方法能有效消除姿态偏差,修正前后高差不符值均值由0.188m下降至0.032m,条带拼接效果得到改善,数据精度大幅提高。
余阳[2]（2020）在《水下浅层随波扫描探测系统研究》文中指出在水下地形测量中,由于大型测量船受到吃水等原因影响,在近岸、浅滩、岛礁等浅水区域的水下地形测量比较困难且难以覆盖全部监测水域,而多波束探测设备发射功率大导致传统的测量船能耗高。相对而言,小型无人测量船由于体积和能耗等因素的限制,无法搭载大型超声换能器阵列的探测设备,不能做到波束成形,但能够搭载小型化的单波束探测系统,进行浅水区域的水下地形测量。本文针对实验室自主研制的水下浅层随波扫描无人探测系统,给出波浪周期和系统测深极值的研究方法;研究基于该系统的补偿校正算法,提升系统测量精度;研究数据自动处理算法,使系统更加智能,能更好的适应实际工作环境;提出一种基于该系统的水下地形高精度重构方法;并通过仿真实验验证了方法的可行性,对水下浅层地形探测领域具有一定的技术参考价值和工程应用意义。本文的主要工作和创新点如下:（1）针对系统测深极值的指标测算需求,提出利用船体姿态信息的变化规律来测算探测水域波浪周期,并根据波浪周期计算波浪效应下系统测深极值的研究思路和方法,通过算法将船体三维的姿态信息转换为超声换能器平面与水平面的夹角,再利用傅里叶变换对一维的夹角变化规律进行分析;针对系统探测精度低的不足,利用波浪下船体的状态,提出基于波浪和船速延时效应的综合补偿校正算法,根据发射时刻和接收时刻船体的姿态和位置信息、换能器平面与水平面的夹角,通过几何运算对探测距离和探测点坐标进行补偿校正;（2）根据实验室研制的小型超声换能器阵列,设计收发分离、一发多收的探测方式,使多个接收换能器在水底形成一个能够同时接收到反射信号的共同投影区域,并依据该区域对探测点进行筛选,能够减小系统波束角效应造成测量误差。在数据自动化处理方面,研究基于该系统的数据自动滤波、自动处理方法;（3）针对水下浅层随波扫描探测系统的水下三维地形精度低,提出一种基于该系统的水下地形高精度重构方法,通过将多次测深数据集成融合,并针对融合后数据的样点分布规律设计基于样点分布的曲面插值方法,使重构的三维地形精度更高。
刘鑫[3]（2020）在《黄河宁夏平罗四排口河段三维水沙运移与河床变形数值模拟》文中研究指明本文以黄河石嘴山河段补强加固河道治理工程——平罗四排口Ω型河道“裁弯取直”工程作为依托,系统、全面收集相关资料,通过理论分析、原型观测和数值模拟相结合的方法对所研究河段的水沙运移与河床演变规律进行了较为细致的研究计算。采用实地考察、现场实测与三维水动力数学模型相结合的研究手段,对已建四排口“裁弯取直”河段导流丁坝附近及其坝后引河段的流场分布与发展演变情况进行了科学的计算与验证,在此基础上还通过增加泥沙运移、河床冲淤变形模块研究、分析了该段河道河床在未来一段时间内迁移、演变的发展规律,以期为该段河道整治工程（岸边丁坝、截流联坝、导流明渠等）的安全、稳定运行提供基础数据和理论依据。本文所取得的主要研究成果如下:1)该“裁弯取直”工程对原始河段河势的迁移、演变规律产生了较大影响,截流后河宽增大幅度较为明显,尤其是在丁坝群末端和坝后引河段,边岸“崩退”、“淤进”程度40～300m不等;河道整体迁移、摆动幅度可达200～300m左右;边岸冲淤、崩塌较为严重,河道水流的边界条件变化较为剧烈,再造河床运动十分显着。2)利用所建三维水沙运移与河床演变数学模型对黄河宁夏平罗四排口“裁弯取直”河段进行了数值模拟研究,并借助2018年10月21日与2018年11月25日的现场实测地形、水文、泥沙资料对所建模型进行“率定”和“验证”,验证结果表明——水位高程模拟计算值与实测值基本吻合,绝对误差范围为-0.035～0.038 m,相对误差不超过1.50%（绝对误差/平均水深）;河床高程误差范围为-0.5～1.5 m,仅在少数局部区域内模拟值与实测资料的差值较大,总体趋势、走向均较为吻合;充分证明本文所建模型在一定程度上可以较好地模拟反映实际河床的冲淤演变规律。3)在长历时“造床流量”作用下,床面趋于光滑、平顺,主流位置不断向右迁移,导致左岸流速放缓,水流挟沙能力下降,致使上游进口附近与丁坝群附近河床左岸主槽位置处出现大量淤积,河道主槽位置右移,而右岸由于受到逐渐增大流速的影响,因此出现了不同程度的冲刷;而在丁坝群末端与引河进口位置处,由于受到坝后回流的“淘刷”作用,致使左侧河床与边坡出现较为剧烈的冲刷、崩塌,导致坝后引河段的下泄主流与河道主槽均向左岸迁移、演进,而在右侧河床区域形成了较大范围的浅滩。
高嘉淇[4]（2020）在《基于梯度拟合的水下地形匹配导航算法研究》文中研究说明随着军事需求和海洋探测需求的增长,水下自主航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）在海洋领域的应用越来越广泛。惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）为AUV提供位置和姿态信息,但其误差无可避免的随时间积累。水下地形可以提供额外的信息,辅助修正INS的累计误差。这种水下地形辅助惯性导航是估计AUV准确位置和姿态的可靠手段。本论文在国家自然科学基金重点项目的支持下,基于目前较为普及的多波束测深声呐和惯性组合导航系统,寻求水下地形辅助导航具体问题的解决方案。论文的主要内容和研究工作有:（1）介绍两种水下地形辅助导航的基础算法:相关匹配算法和连续递归航迹跟踪算法。重点关注这两种算法在数据处理方式和水下数字地形图的利用上的区别,并从中分析这两种算法各自的特点和适用条件;（2）介绍水下地形测量成图的过程,研究真实的地形数据的梯度特性和分布拟合,从拟合度和拟合稳定性分析不同数学分布的拟合效果;（3）研究了地形数据所选的比例和梯度门限之间的对应关系,以便在具体的导航定位算法中利用先验的统计参数划分不同梯度范围的地形数据;（4）针对AUV间断、高精度的定位需求,结合梯度拟合研究给出一种“先粗后精”相关匹配定位算法。并与传统的两种匹配定位方式相比,分析所给出的算法的运算量和定位精度;（5）针对AUV连续、长时的导航需求,根据粒子滤波的基本原理,给出一种基于梯度拟合的AUV航迹跟踪算法。并根据地形起伏程度的不同,从平均均方误差、算法稳定性和计算量三方面分析所改进的算法的优越性。本文针对AUV导航中对机动性、实时性和精度需求的不同,结合水下地形的梯度特性及拟合研究,给出相关匹配定位和连续航迹跟踪两种不同的地形辅助导航方案。并通过离线仿真数据处理,从地形起伏度的影响、平均修正误差、算法的稳定性和CPU运行时间等多方面,验证了所给出方案中两种算法的性能优势。结果表明,本文给出的两种算法能够应对不同的AUV导航与定位需求,与传统方法相比具有较高的可靠性和稳定性。
周玲[5]（2020）在《移动端的地下管线增强现实可视化研究与原型设计》文中指出城市地下管线是现代化城市建设的重要部分之一,具有传递信息、输送能源和减灾排涝等功能,随着城市的快速发展,地下管线的覆盖范围不断扩大,管线铺设数量和相关管理数据也随之急剧增长,加快暴露了传统管线管理系统存在的管线图空间感不强、施工监控和碰撞检测决策不灵活、地面建筑模型存储与渲染工作量大等问题。因此,科学地管理地下管线是城市安全稳定和高效运转的必然要求,增强现实（Augmented Reality,AR）具有沉浸感强和交互灵活等特点,将AR技术与地下管线系统相结合已成为日后管线规划与管理的新技术方案。本课题开展了在Android移动终端实现基于高精度定位的地下管线AR系统的研究,课题来源于上海置诚管网股份有限公司的地下管线非开挖工程管理与信息服务系统,根据实际工程需求进行系统设计与实现,显着提高了管线信息管理和决策的效率,具有技术实践意义和较好的社会经济效益。本课题工作内容如下:（1）提出移动端的地下管线增强现实原型系统的技术方案。对系统进行需求分析、整体架构和功能模块设计,详细设计本系统硬件平台的工作流程和软件平台的功能结构,包括七大功能:G-RTK定位功能、管线数据管理分析功能、交互通信功能、基于ARCore的环境理解功能、运动跟踪功能、虚实融合功能、管线可视化与交互功能。（2）G-RTK高精度定位、七参数坐标转换算法、混合注册和视觉惯性里程计（Visual Inertial Odometry,VIO）等算法的研究与应用。本系统是基于位置的AR系统,虚拟对象准确注册到真实场景中的关键之一是高精度定位,利用RTK和GPS技术在Android平台设计并实现G-RTK定位方案,定位精度提高至厘米级。研究并运用七参数坐标转换算法,将管线数据由经纬度坐标转换到Unity3D平台的笛卡尔坐标系下,并利用My SQL对管线属性数据库进行管理。通过混合注册技术计算虚拟对象在真实场景中位置和姿态矩阵,并利用锚点和VIO算法减少运动过程中的漂移误差。虚实融合过程依据光照一致性原则,估算真实场景环境光并对虚拟模型和阴影进行渲染。根据人机交互理念设计并实现管线模型的六大交互方式,可灵活观察管线空间关系和属性信息。（3）对系统分别进行功能和性能测试。结合实际应用场景对本系统进行测试,其中,功能测试是对系统七大功能模块的可用性和稳定性进行验证,性能测试主要对管线模型的漂移和跟踪误差进行测评。模型漂移实验数据表明,虚拟模型10分钟内产生的漂移值在0.1米左右,X轴和Y轴位置的偏差范围是0.01～0.02米。依据系统需求指标和测试结果对照表进行分析,测试结果达到了本研究课题提出的功能和性能指标。
鲁晨阳[6]（2020）在《基于机载LiDAR与单波束测深数据建立河道DEM的研究》文中研究表明为向某水利研究机构提供河道DEM及三维模型数据支持,本文采用机载LiDAR点云数据生成陆域DEM,利用无验潮RTK单波束测深数据生成DDM,并将DEM与DDM进行一体化拼接,生成水上水下一体化DEM及三维地形模型。论文的主要成果及结论如下:（1）在对机载LiDAR点云数据滤波与测区DEM构建问题的研究方面,本文采用三角网迭代加密滤波算法对点云数据进行滤波处理,通过Delaunay三角网将地面点构建为TIN,采用线性内插法对TIN内插生成测区DEM。结果表明,该方法普适性良好,参数设置少,时间效率高,适用于区域面积大的小比例尺测图。（2）在对浅水离散单波束测深数据高程异常改正与DDM内插算法的研究方面,本文采用基于EGM2008“移去——恢复”法对测深数据进行高程拟合,并对Spline、IDW、Kriging、NNI四种空间插值方法构建DDM的精度进行了分析。实验证明,利用浅水离散单波束测深数据构建DDM,与其他三种插值方法相比,Spline具有更好的插值效果。（3）针对传统格网法整合DEM数据存在拼接区域“像元缝隙”的缺点,本文提出一种基于优化格网法的DEM整合的方法。实验证明,该方法在水陆DEM数据一体化表达中平滑效果良好,具有适用性和优越性。（4）本文采用中误差、拟合优越度、粗差率等质量评价指标对测区DEM进行误差统计分析;采用DEM与测区遥感影像、等高线结合的方法对其进行三维可视化分析。结果证明,误差统计分析的局限性与三维可视化分析的必要性。（5）利用DEM灰度图生成了OBJ格式的测区三维地形模型。实验结果表明,该方法建模分辨率高,计算量小,效率高,数据兼容性强,数据冗余量小。
孔祥乾[7]（2019）在《水库库容的无人船自动巡航测算方法研究》文中研究说明水库是我国水利工程体系的重要组成部分,具有防洪、灌溉、航运等功能。水库的蓄水量称为库容量,即水库蓄水位以下的容积,简称库容。水库库容的监测工作是保证库区安全、灾害预警、防洪防汛的重要环节,同时也能够反映出水底泥沙淤积量的变化,是航道疏浚和航行安全的重要保障。由于水库的面积较大、环境复杂,所以传统的测量方法具有实施难度大、效率低、覆盖率低等问题;目前常见的库容计算方法如断面法、等高线法等不仅具有较多的限制条件,计算的准确率也仍有较大的提升空间。针对以往方法的不足,基于实验室自主研发的小型无人船,本文研究了水库库容的无人船自动巡航测算方法。论文的主要研究工作和创新点有:1.研究了学者Delaunay提出的三角剖分法（也称为Delaunay三角剖分法）并针对水库库容测算领域的特点提出了改进方法:基于最小内角方差的三角网剖分法,解决了Delaunay三角剖分法“临界跳变”的问题;并提出了“周长-水深比”法用于去除非水域区域的三角网格,减少库容计算的误差。2.针对初探数据覆盖率小、采样点分布不均匀等问题,提出了三角网格质量评估与补测点生成算法,对使用初探数据所构建的三角网进行评估,计算出地形复杂或采样点不足的区域,有针对性地增加补测点,经济、高效地提高了测量数据的完备度及库容测算的准确率。3.提出了能耗均衡的多无人船自动巡航路径规划算法,使用聚类算法将大规模的补测点集划分为多个小规模的点簇,成倍地降低了最短巡航路径的搜索时间,并且提出了点簇间的调整算法以达到多无人船能耗均衡的设计目的。4.使用来自美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA）的公开探测数据进行仿真实验,通过对比实验验证了本文方法较传统库容计算方法的优越性,验证了三角网质量评估算法的可行性及有效性,同时也测试了能耗均衡的多无人船路径规划算法的路径搜索性能。使用实验室自主研发的无人船进行实地试验,测试无人船探测系统在实际工作中的可行性并探索需要改进的问题。
徐春莺[8]（2019）在《基于MEMS 9轴传感阵列的水下地形沉降机理与监测系统研究》文中认为水下地形沉降监测在海洋勘探与开发等工程中是极其重要的一部分。水下地形的沉降或隆起监测对水下地质灾害的发生有预警作用。例如在海底天然气水合物的勘查与试采中,水合物的分解会破坏沉积物的工程力学结构,造成地面沉降,严重可致海底塌陷、滑坡甚至地震等地质灾害发生,威胁水合物的勘探与开采工程。鉴于MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）9轴传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗小和可靠性高、易于实现数字化和智能化等优点,提出将其应用于水下地形的沉降监测,以实现水下地形的长期、原位及多点监测。为此,本文进行了理论分析、系统研究与试验验证等方面研究。理论分析指导系统的研究与样机的研制,试验验证了理论研究正确性与样机应用的可行性。在理论研究方面,通过对摘箬山岛附近海域地形实地调研、地形变形模拟平台地形构造与水槽沙床形态构造三种方法获取水下地形的数据,运用一维与二维离散傅里叶变换获得地形的幅度谱分布,并分析其频率成分与最高频率。在此基础上,通过框架理论推导了基于MEMS 9轴传感阵列的一维与二维非均匀采样条件,条件为当传感器间的弧长间隔应小于奈奎斯特采样间隔,通过传感阵列可无失真重构水下地形。在系统研究方面,首先进行了水下地形多数据同步采集与长距离传输方案研究。根据传感器接口特点,设计了基于IIC（Inter-Integrated Circuit）总线的多数据采集和CAN（Controller Area Network）总线的长距离传输方案。在此基础上,提出多单片机的相对时间同步方案,通过CAN总线数据传输与I/O（Input/Output）口时间同步信号的结合,解决了因单片机时间不同步造成数据混乱的问题。其次,研究了水下地形弯曲扭转角（绕各轴旋转角,姿态角）的求解问题,在对数据进行预处理与校准的基础上,通过卡尔曼滤波算法融合加速度计、陀螺仪与磁力计的数据,解算出绕各轴的旋转角。最后,研究了水下地形沉降的重构模型并进行了精度分析。针对二维模型,通过加速度值建立直线与圆弧两种模型,分别开展监测精度实验来验证模型的正确性。针对三维模型,将弯曲扭转角度转化为关键端点处的坐标,再通过插值算法进行重构。在获取不同时刻的地形时间序列后,可得到不同位置不同时间段内的地形沉降量。通过上述的理论分析与系统研究,研制了基于MEMS 9轴传感阵列的地形沉降监测样机。搭建了地形沉降的实验平台,开展了实验室实验研究,同时完成了沙堤（大型物理模型）的下坡变形监测试验、摘箬山岛潮滩地形沉降监测试验与深水环境模拟与位移监测试验。通过上述试验初步验证了样机在浅水及深水环境应用的可行性。本文所获得的结论与技术可以为海洋天然气水合物试采区沉降监测与水下曲面结构物变形监测提供技术支撑与奠定基础,具有广泛的应用价值和良好的发展前景。
周玲[9]（2018）在《自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究》文中提出自主水下潜器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）作为开发和探索海洋的重要工具,在科学考察、商业及军事方面均有广泛的应用。水下高精度自主导航是发展AUV必须突破的关键技术之一,也是目前导航技术领域研究的热点和难点问题。当全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）在水下环境不可用时,为改善AUV自主导航性能,海底地形辅助导航（Seabed Terrain Aided Navigation,STAN）是替代GNSS最具有发展潜力的技术之一。海底地形辅助导航的准确度和可行性受AUV传感器装备的影响,目前它在高精度、高配置AUV的技术比较成熟且应用广泛,而在低配置AUV的研究与应用相对较少,并且高精度导航问题也更为突出。因此,本文以低配置AUV海底地形辅助导航为主题,主要研究海底地形建模、地形匹配以及地形辅助导航滤波器等关键技术。论文的主要内容和创新如下:（1）针对海底地形建模问题,研究基于插值方法的海底地形建模。选定规则格网模型作为预存海底地形图模型,以数字地面模型（Digital Terrain Model,DTM）中格网插值算法为研究对象,研究高斯过程（Gaussian Process,GP）插值算法的建模原理。利用GP处理空间相关性和估计预测值不确定性方面的良好特性,通过两种地形变化的海底地形水深分布数据图进行建模和验证,结果表明基于高斯过程的海底地形建模方法具有较好的地形逼近性能,在低分辨率海图下的优势更为明显。（2）为了解决AUV中多普勒计程仪辅助惯性导航系统（Doppler Velocity Log Aided Strapdown Inertial Navigation System,DVL/SINS）累积的较大位置误差,研究海底地形匹配导航技术。本文提出基于约束粒子群优化的地形匹配算法（Constrained Particle Swarm Optimization,CPSO）,将粒子群的初始位置通过水深等值域进行约束优化,充分利用DVL/SINS系统的导航信息和水深数据设计CPSO的适应度函数。仿真试验表明,与最近等值线迭代（Iterative Closet Contour Point,ICCP）算法相比,在地形变化明显区,ICCP的定位精度大于200m,CPSO算法的定位精度提高到100m以内,具有较高的匹配定位精度。此外,在不同的海图分辨率下,比较基于各种插值法的CPSO算法,结果显示GP-CPSO算法具有较好的地形匹配性能,可为地形辅助导航的实时跟踪阶段提供较高精度的AUV初始位置。（3）针对低配置AUV海底地形辅助导航问题,研究TAN松/紧两种组合导航模式。直接利用DVL/SINS系统的传感器输出信息作为TAN紧组合滤波器的输入,采用单波束测深仪和四波束测深仪,分别验证TAN松/紧组合导航在不同地形区域的导航性能。结果表明,TAN紧组合系统的导航性能明显优于TAN松组合导航系统,成功地实现了低配置AUV导航。此外,采用四波束测深仪的TAN紧组合导航定位精度在一个海图分辨率以内,更有利于TAN导航收敛性和导航精度的提高。（4）在TAN松/紧组合模式研究的基础上,本文提出基于三维距离的改进地形辅助导航紧组合方法（3D-TAN）,将仅有高度信息的一维观测方程扩展为包含东北向距离的三维方程。通过在不同海图分辨率、水深测量误差和地形建模方法等条件下的仿真表明,针对水深误差引起的TAN导航精度的下降,相比已有的TAN紧组合导航方法（1D-TAN）,本文所提方法可进一步改善低配置AUV的地形辅助导航性能。特别地,基于高斯过程的TAN紧组合方法对低配置AUV导航性能的改善效果更为明显。
韩扬[10]（2017）在《GNSS结合多波束技术在乐山大佛水域勘查中应用研究》文中研究说明水下地形测量是许多水利项目的前提性和基础性准备工作,在海洋湖泊、河道、水利水电设施等项目的开发和资源利用中具有非常重要的作用。水下地形测量是在水面上利用GNSS测量点的平面坐标位置,同时在此时此地使用测深仪测定水面下水深,两者结合起来获得水底地形点的平面位置坐标和水深数据进而得到水底三维坐标,利用相应的软件获得最终需要的水下地形图等相关成果文件。水面上测定平面坐标的测量方法很多,通常采用GNSS定位的方法,主要是其具有定位精度高、速度快、方便观测、数据采集过程简单等优点,它的全天候、快速精确定位技术已日趋成熟,被广泛应用于工程施工、交通、通信等各个领域。在水下测深方法业有很多种,通常采用多波束方法技术,多波束测量速度快、效率较高,采用区域扫描方式获得数据。本研究就GNSS技术与多波束测深仪结合在水下地形测量应用,展开了若干问题的深入研究与分析。本文为了研究GNSS水上定位技术结合多波束测深技术,配合侧扫声呐技术等多技术融合应用相关问题,展开本课题研究。本项目主要是以乐山大佛水域勘查工程项目为例,研究的主要任务是乐山大佛水下岸坡冲刷、淘蚀现状及江底覆盖层厚度。同时重点勘测地段采用水下探摸和摄影技术,探测摄影水下具体情况。本文分析研究了GNSS定位的原理,包括静态相对定位、实时动态测量定位原理和方法,同时并分析该测量系统存在的误差主要来源,并针对该工程特点提出了削弱或消除误差的一些解决方案。另外针对水下测量任务,研究多波束测量技术,包括定位原理,设备安装与校准,数据处理等环节,并针对各环节的误差产生的原因,提出处理解决方案。以乐山大佛水域数据采集为例,设计本区域数据采集方案,选择数据采集使用的设备,安装校准方法,制定测深线及施测方法,最后通过数据处理,获得数据的精度和可靠性指标,评定水下地形勘成果质量。最终成果中GNSS水面定位测量精度为0.62m;水深测量达到0.122m,通过GNSS技术与多波束测深技术的使用和案例分析,阐述二者结合技术方案优点,展望了未来水下测绘相关技术。利用多波束测量成果是可采用专业软件,建立三维立体数字水下地形模型,更清晰,详细反映水下地形情况。
二、水下地形测量中GPS二维坐标变换（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水下地形测量中GPS二维坐标变换（论文提纲范文）
（1）水流引起的多波束测深误差改正方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 立题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及组织结构 |
| 2 多波束测量原理 |
| 2.1 系统构成 |
| 2.2 传感器工作原理 |
| 2.3 系统工作原理 |
| 2.4 坐标系定义 |
| 2.5 坐标转换 |
| 2.6 波束归位原理 |
| 2.7 误差影响分析 |
| 3 水流所引起的姿态偏差 |
| 3.1 姿态误差的特性 |
| 3.2 水流引起的姿态偏差 |
| 3.3 姿态偏差的特性 |
| 3.4 使用导航数据计算水流速度与船只速度 |
| 3.5 求解姿态偏差 |
| 4 实验与分析 |
| 4.1 实验概况 |
| 4.2 实验分析 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（2）水下浅层随波扫描探测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 水下探测技术发展及现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 第二章 水下浅层随波扫描探测系统及组成 |
| 2.1 水下超声探测的工作原理 |
| 2.2 随波扫描探测的基本思想 |
| 2.3 随波扫描探测系统组成 |
| 2.3.1 无人探测器 |
| 2.3.2 差分定位技术 |
| 2.3.3 姿态传感器 |
| 2.3.4 核心控制 |
| 2.3.5 无线传输 |
| 2.3.6 远程控制终端 |
| 2.3.7 数据处理终端 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数据处理及补偿校正方法研究 |
| 3.1 波浪大小及周期探测方法研究 |
| 3.1.1 坐标系转换 |
| 3.1.2 船体姿态变化与波浪的关系 |
| 3.1.3 测深极限值计算 |
| 3.2 坐标及测深值补偿校正方法研究 |
| 3.2.1 基于波浪和船速延时效应的深度综合补偿校正 |
| 3.2.2 实际被探测点的坐标计算 |
| 3.3 波束角效应校正补偿研究 |
| 3.3.1 波束角效应原理分析 |
| 3.3.2 波束角效应校正补偿 |
| 3.4 数据自动滤波方法 |
| 3.4.1 中值滤波 |
| 3.4.2 基于统计特征滤波 |
| 3.4.3 趋势面滤波 |
| 3.5 数据自动处理流程 |
| 3.5.1 测深数据检查 |
| 3.5.2 水深数据筛选 |
| 3.5.3 测深数据校正补偿 |
| 3.5.4 成图水深异常检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 提升水下地形精度方法研究 |
| 4.1 水底地形重构方法研究 |
| 4.2 水深数据插值方法 |
| 4.2.1 反距离加权插值 |
| 4.2.2 双三次B样条曲面插值 |
| 4.2.3 移动曲面插值 |
| 4.3 基于样点分布的曲面插值 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 仿真实验 |
| 5.1 波束角效应补偿校正实验 |
| 5.1.1 实验过程 |
| 5.1.2 实验结果分析 |
| 5.2 测深数据滤除实验 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 水下三维地形重构实验 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）黄河宁夏平罗四排口河段三维水沙运移与河床变形数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究工作的背景及意义 |
| 1.2 水沙运移与河床演变数值模拟国内外研究现状 |
| 1.2.1 水动力数值模拟研究 |
| 1.2.2 弯曲河流对河床冲淤演变影响的模拟研究 |
| 1.2.3 洪水演进对河床冲淤变形的数值模拟研究 |
| 1.2.4 水工建筑物对河床冲淤变形的数值模拟研究 |
| 1.3 研究中面临的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 拟解决的关键问题 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 三维水沙运移与河床变形数学模型的建立 |
| 2.1 三维紊流运动控制方程 |
| 2.1.1 Sigma坐标系下浅水方程的三维形式 |
| 2.1.2 Sigma坐标系下输运方程的三维形式 |
| 2.1.3 Sigma坐标系下k-ε紊流方程的三维形式 |
| 2.2 三维泥沙数学模型的建立 |
| 2.2.1 动床阻力问题的处理 |
| 2.2.2 悬移质水流挟沙力的计算 |
| 2.2.3 泥沙沉速的确定 |
| 2.2.4 泥沙输移公式 |
| 2.2.5 水沙运移与河床变形控制方程 |
| 2.3 网格剖分与方程离散 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 黄河四排口河段实测资料的整理与分析 |
| 3.1 主要测量仪器简介 |
| 3.1.1 声学多普勒流速剖面仪(ADCP) |
| 3.1.2 载波相位差分技术接收器(GPS-RTK) |
| 3.2 黄河四排口河段各发展阶段概况 |
| 3.3 黄河四排口河段典型监测断面分布情况 |
| 3.3.1 初始地形实测结果与典型监测断面的布置 |
| 3.3.2 多次实测结果岸线变动情况的对比分析 |
| 3.4 黄河四排口河段多次实测数据结果的比较与分析 |
| 3.4.1 典型监测断面处多次实测河床高程与断面流速结果比较 |
| 3.4.2 泥沙粒径组成与沿程分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 黄河四排口河段泥沙运移与河床变形数值模拟 |
| 4.1 数学模型的“率定”与“验证” |
| 4.1.1 数值模拟区域与初始边界条件 |
| 4.1.2 网格剖分与地形插值 |
| 4.1.3 模拟结果的比较与验证 |
| 4.2 模型的预测分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 研究成果汇总 |
| 5.1.1 河床冲淤变形的实测分析部分 |
| 5.1.2 所建数学模型的“率定”与“验证”部分 |
| 5.1.3 模型的预测模拟部分 |
| 5.2 不足之处与展望 |
| 5.3 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（4）基于梯度拟合的水下地形匹配导航算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水下导航定位技术概述 |
| 1.3 水下地形匹配导航算法研究现状 |
| 1.4 地形探测传感器与辅助导航技术的发展历程 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 两类水下地形匹配算法的比较 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下地形辅助惯性导航模型 |
| 2.3 TERCOM算法的原理 |
| 2.4 SITAN算法的原理 |
| 2.5 两种算法的对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 水下地形梯度的分布拟合 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水下地形的测量与建图 |
| 3.2.1 坐标系的转换 |
| 3.2.2 多波束声呐测深原理 |
| 3.2.3 测量数据的网格化插值 |
| 3.3 常用的大样本数据拟合分布 |
| 3.4 地形梯度拟合实验 |
| 3.4.1 地形区域的选取 |
| 3.4.2 拟合结果与分析 |
| 3.4.3 分布拟合的稳定性分析 |
| 3.4.4 地形数据选取准则(3?准则) |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于梯度拟合的相关匹配定位 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 地形相关匹配定位 |
| 4.2.1 定位算法原理 |
| 4.2.2 匹配模板 |
| 4.2.3 基于旋转不变矩的粗匹配 |
| 4.2.4 基于极大似然估计的精匹配 |
| 4.3 梯度拟合在相关匹配定位中的应用 |
| 4.3.1 地形区域的适配性分析 |
| 4.3.2 匹配误差原理 |
| 4.3.3 改进算法与适用条件 |
| 4.4 水下地形匹配定位算法的仿真与分析 |
| 4.4.1 定位误差分析 |
| 4.4.2 梯度门限的选定 |
| 4.4.3 计算量分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于梯度拟合的连续航迹跟踪 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 连续航迹跟踪与非线性滤波 |
| 5.3 航迹跟踪中的标准粒子滤波理论 |
| 5.3.1 非线性贝叶斯估计理论 |
| 5.3.2 贯序重要性采样 |
| 5.3.3 重要性概率密度的选择 |
| 5.3.4 重采样 |
| 5.3.5 利用标准粒子滤波的航迹跟踪流程 |
| 5.4 基于梯度拟合的粒子滤波航迹跟踪算法 |
| 5.4.1 似然函数的形式 |
| 5.4.2 测量数据的筛选 |
| 5.4.3 改进的航迹跟踪算法流程 |
| 5.5 水下地形辅助航迹跟踪算法的仿真与分析 |
| 5.5.1 航迹与起伏度 |
| 5.5.2 位置和角度修正误差分析 |
| 5.5.3 算法稳定性分析 |
| 5.5.4 算法运行时间比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）移动端的地下管线增强现实可视化研究与原型设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 移动增强现实研究现状 |
| 1.2.2 城市地下管线系统研究现状 |
| 1.3 课题研究内容及创新点 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 移动端的增强现实相关技术 |
| 2.1 Android操作系统 |
| 2.2 LBS技术 |
| 2.3 三维注册 |
| 2.3.1 基于计算机视觉的跟踪注册 |
| 2.3.2 基于硬件传感器的跟踪注册 |
| 2.3.3 混合跟踪注册 |
| 2.4 Open GL ES渲染 |
| 2.4.1 Open GL ES投影 |
| 2.4.2 Open GL ES坐标系转换 |
| 2.4.3 Open GL ES渲染管线 |
| 2.4.4 着色器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 移动端的地下管线增强现实原型系统设计 |
| 3.1 系统的方案设计 |
| 3.1.1 需求分析 |
| 3.1.2 系统架构设计 |
| 3.1.3 硬件开发环境 |
| 3.1.4 硬件平台总体设计 |
| 3.1.5 软件开发环境 |
| 3.1.6 软件平台总体设计 |
| 3.2 G-RTK定位模块设计 |
| 3.2.1 RTK精确定位 |
| 3.2.2 G-RTK定位架构设计 |
| 3.3 管线数据管理分析模块设计 |
| 3.3.1 基于七参数的管线坐标变换算法 |
| 3.3.2 管线属性数据库设计 |
| 3.4 交互通信模块设计 |
| 3.5 基于ARCore的环境理解模块设计 |
| 3.5.1 ARCore框架 |
| 3.5.2 场景理解设计 |
| 3.6 运动跟踪模块设计 |
| 3.6.1 混合跟踪配准设计 |
| 3.6.2 锚点 |
| 3.6.3 基于移动设备的视觉惯性里程计算法 |
| 3.7 虚实融合模块设计 |
| 3.7.1 虚实融合原理 |
| 3.7.2 地下管线虚实融合设计 |
| 3.7.3 光照一致性设计 |
| 3.8 管线可视化与交互模块设计 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 移动端的地下管线增强现实原型系统实现 |
| 4.1 系统开发路线 |
| 4.2 G-RTK定位功能实现 |
| 4.2.1 GPS定位获取 |
| 4.2.2 RTK定位获取 |
| 4.3 环境理解功能实现 |
| 4.4 运动跟踪功能实现 |
| 4.5 虚实融合功能实现 |
| 4.5.1 地下管线虚实融合 |
| 4.5.2 光估计 |
| 4.6 管线可视化与交互功能实现 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 移动端的地下管线增强现实原型系统测试 |
| 5.1 测试环境 |
| 5.2 功能测试 |
| 5.2.1 定位与识别兴趣点功能测试 |
| 5.2.2 巡查与预设管线功能测试 |
| 5.2.3 设置标记点功能测试 |
| 5.2.4 属性界面功能测试 |
| 5.3 性能测试 |
| 5.3.1 管线模型漂移测试 |
| 5.3.2 管线模型跟踪测试 |
| 5.4 测试结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
（6）基于机载LiDAR与单波束测深数据建立河道DEM的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 选题意义 |
| 1.3 研究综述 |
| 1.3.1 DEM获取 |
| 1.3.2 DEM构建 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 测区概况 |
| 第2章 机载激光雷达系统与RTK单波束无验潮测量模式 |
| 2.1 机载LiDAR系统的工作原理与点云数据 |
| 2.1.1 机载LiDAR系统组成 |
| 2.1.2 机载LiDAR系统工作原理 |
| 2.1.3 机载LiDAR数据组织 |
| 2.1.4 点云滤波分类 |
| 2.2 RTK单波束无验潮测量模式原理与数据插值方法 |
| 2.2.1 RTK单波束无验潮测量模式 |
| 2.2.2 单波束数据空间插值方法 |
| 第3章 陆域数字高程模型的建立 |
| 3.1 机载LiDAR点云数据信息 |
| 3.2 机载LiDAR点云数据地面点提取 |
| 3.2.1 TerraScan简介 |
| 3.2.2 基于TerraScan的点云数据地面点提取 |
| 3.3 机载LiDAR点云数据的DEM构建 |
| 3.3.1 LiDAR点云生成陆域栅格DEM |
| 3.3.2 数据预处理 |
| 3.3.3 点云构建TIN |
| 3.4 陆域DEM精度评价 |
| 3.4.1 精度评价方法 |
| 3.4.2 测区陆域DEM精度评价 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 数字水深模型的建立 |
| 4.1 单波束测深数据信息 |
| 4.2 单波束测深数据高程拟合 |
| 4.2.1 EGM2008 模型 |
| 4.2.2 “移去——恢复”法 |
| 4.2.3 高程拟合精度 |
| 4.3 单波束测深数据的DDM构建 |
| 4.4 DDM精度评价 |
| 4.4.1 试验区误差统计分析 |
| 4.4.2 试验区三维可视化分析 |
| 4.4.3 测区DDM构建 |
| 4.4.4 测区DDM精度评价 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 水上水下一体化DEM与三维地形模型构建 |
| 5.1 水上水下一体化DEM的构建 |
| 5.1.1 基于格网法的DEM整合 |
| 5.1.2 基于优化格网法的DEM整合 |
| 5.1.3 DEM精度评价 |
| 5.2 三维地形模型构建 |
| 5.2.1 DEM灰度图 |
| 5.2.2 OBJ格式简介 |
| 5.2.3 三维地形模型 |
| 5.2.4 三维地形模型构建 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间参加专业实践及工程项目研究工作 |
| 致谢 |
（7）水库库容的无人船自动巡航测算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 水下地形测量技术的研究现状 |
| 1.2.2 水库库容计算方法的研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容和创新点 |
| 1.4 论文的基本结构 |
| 第二章 水库库容测算的关键技术 |
| 2.1 卫星定位系统 |
| 2.1.1 原理简介 |
| 2.1.2 地理坐标系与投影坐标之间的转换 |
| 2.2 回声测深系统 |
| 2.3 水下探测点的位置归算算法 |
| 2.4 水库库容的计算方法 |
| 2.4.1 等高线法 |
| 2.4.2 断面法 |
| 2.4.3 方网格法 |
| 2.4.4 不规则三角网法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不规则三角网法 |
| 3.1 三角剖分与不规则三角网 |
| 3.2 Delaunay三角剖分 |
| 3.2.1 Delaunay三角网的准则及特性 |
| 3.2.2 Delaunay三角剖分算法 |
| 3.2.3 Delaunay三角剖分的临界跳变问题 |
| 3.3 基于最小内角方差的三角剖分 |
| 3.3.1 基于最小内角方差的三角剖分方法 |
| 3.3.2 与Delaunay三角网的对比 |
| 3.3.3 算法步骤 |
| 3.4 “周长-水深比”法去除非水域网格 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三角网格质量评估及补测点生成方法 |
| 4.1 三角网格的质量评估指标 |
| 4.1.1 三维三角网格的对角线体积偏差 |
| 4.1.2 地形复杂度 |
| 4.2 算法步骤 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 无人船的补测路径规划 |
| 5.1 单无人船的最短巡航路径规划算法 |
| 5.1.1 智能优化算法的对比研究 |
| 5.1.2 模拟退火算法 |
| 5.2 能耗均衡的多无人船自动巡航路径规划算法 |
| 5.2.1 补测点聚类 |
| 5.2.2 能耗均衡的巡航路径规划算法 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 仿真与实验 |
| 6.1 仿真实验 |
| 6.1.1 仿真实验数据介绍 |
| 6.1.2 库容计算方法的对比实验 |
| 6.1.3 三角网格质量评估及补测点生成实验 |
| 6.1.4 补测路径规划实验 |
| 6.1.5 仿真实验总结 |
| 6.2 基于无人船的室外实验 |
| 6.2.1 无人船探测系统简介 |
| 6.2.2 无人船模块介绍 |
| 6.2.3 无人船探测池塘及结果展示 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）基于MEMS 9轴传感阵列的水下地形沉降机理与监测系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水下地形监测技术研究现状 |
| 1.2.2 传感阵列原位在线位移监测技术研究现状 |
| 1.2.3 MEMS惯性传感器研究现状 |
| 1.2.4 水下地形模型与曲线曲面重构算法研究现状 |
| 1.3 课题研究意义与难点 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 水下地形幅度谱特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下地形特点与数学描述 |
| 2.3 水下地形数据获取与幅度频谱特性分析 |
| 2.3.1 水下地形调研与模拟 |
| 2.3.2 水下地形一维与二维离散傅里叶变换 |
| 2.3.3 水下地形幅度谱分布特性 |
| 2.4 总结 |
| 3 水下地形空间域与时间域采样研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水下地形空间域非均匀采样方案与数学模型 |
| 3.2.1 非均匀采样定义 |
| 3.2.2 基于MEMS9轴传感阵列的空间域采样方案 |
| 3.2.3 等弧长非均匀采样的数学模型 |
| 3.3 水下地形空间域一维非均匀采样 |
| 3.3.1 水下地形一般性非均匀采样条件推导 |
| 3.3.2 水下地形采样点递增的非均匀采样条件推导 |
| 3.4 水下地形空间域二维非均匀采样 |
| 3.5 水下地形时间域采样 |
| 3.6 总结 |
| 4 水下地形多数据同步采集与长距离传输研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下地形监测系统坐标系与空间弯曲扭转角定义 |
| 4.2.1 系统坐标系定义 |
| 4.2.2 传感阵列空间弯曲扭转角定义 |
| 4.3 传感器阵列组网方案 |
| 4.4 传感阵列多通道、长距离同步数据采集与传输 |
| 4.4.1 基于IIC总线的多通道数据采集 |
| 4.4.2 基于CAN总线的长距离多数据传输 |
| 4.4.3 相对时间同步方案与同步结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 水下地形弯曲扭转角求解方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据预处理 |
| 5.2.1 数据完整性多级判别算法 |
| 5.2.2 异常值判别算法与去除 |
| 5.2.3 传感阵列数据的噪声消除 |
| 5.3 传感阵列误差分析与模型建立 |
| 5.3.1 弯曲角θ与扭转角φ计算原理与加速度计误差模型建立 |
| 5.3.2 弯曲与扭转角计算原理与陀螺仪误差模型建立 |
| 5.3.3 磁力计弯曲角Ψ计算原理与误差模型建立 |
| 5.4 传感阵列误差第一级温度校准与补偿 |
| 5.4.1 校准原理 |
| 5.4.2 校准装置与步骤 |
| 5.4.3 校准结果与结果分析 |
| 5.5 传感阵列第二级精细校准与补偿 |
| 5.5.1 加速度计精细校准方法与结果 |
| 5.5.2 陀螺仪精细校准方法与结果 |
| 5.5.3 磁力计磁场干扰判别与校准方法 |
| 5.6 基于卡尔曼滤波算法的水下地形弯曲扭转角融合 |
| 5.6.1 卡尔曼滤波算法融合弯曲扭转角 |
| 5.6.2 弯曲、扭转角结果与结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于MEMS传感阵列的水下地形重构与沉降模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于MEMS加速度计传感阵列的地形重构模型 |
| 6.2.1 圆弧模型 |
| 6.2.2 直线模型 |
| 6.3 基于MEMS9轴传感阵列的三维地形重构模型 |
| 6.3.1 算法重构思想 |
| 6.3.2 基于坐标变换的传感阵列端点坐标求解 |
| 6.3.3 基于齐次位移算子的传感阵列端点坐标求解 |
| 6.3.4 基于细分算法的地形插值 |
| 6.4 基于时间序列的沉降量求解 |
| 6.5 重构精度评估指标 |
| 6.6 基于MEMS加速度计传感阵列重构模型对比分析 |
| 6.6.1 重构模型误差仿真对比 |
| 6.6.2 重构模型收敛性分析 |
| 6.7 基于MEMS加速度计重构实验研究 |
| 6.7.1 圆弧模型重构实验 |
| 6.7.2 直线模型重构实验 |
| 6.8 基于MEMS9轴传感器重构实验研究 |
| 6.8.1 曲线重构与显示 |
| 6.8.2 曲面重构水池实验与结果分析 |
| 6.9 本章小结 |
| 7 试验与应用分析研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 深水环境模拟试验与位移监测试验研究 |
| 7.2.1 试验装置与原理 |
| 7.2.2 试验结果分析与结论 |
| 7.3 沙堤(大型物理模型)下坡变形监测试验研究 |
| 7.3.1 沙堤(大型物理模型)下坡变形监测试验原理 |
| 7.3.2 试验结果与结果分析 |
| 7.4 摘箬山岛潮滩地形沉降监测试验研究 |
| 7.4.1 潮滩地形沉降监测试验原理 |
| 7.4.2 潮滩地形沉降监测试验结果与分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 论文总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 9 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 附录 C |
| 作者简介 |
（9）自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 论文中主要符号和缩写的说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 现有的水下潜器导航方法概述 |
| 1.2.1 航位推算法 |
| 1.2.2 辅助导航法 |
| 1.3 海底地形辅助导航技术的国内外研究动态 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 海底地形辅助导航关键技术分析 |
| 1.4.1 海底地形建模 |
| 1.4.2 地形匹配 |
| 1.4.3 地形辅助导航滤波器 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第二章 海底地形图数据库 |
| 2.1 海底地形图常用表达方式 |
| 2.1.1 规则格网模型 |
| 2.1.2 不规则三角网模型 |
| 2.1.3 等深线模型 |
| 2.2 海底地形图误差分析 |
| 2.2.1 海底地形特征 |
| 2.2.2 源数据测量误差 |
| 2.2.3 数字地面模型误差 |
| 2.3 数字地面模型插值方法 |
| 2.3.1 参数插值法 |
| 2.3.2 半参数插值法 |
| 2.3.3 高斯过程插值法 |
| 2.4 插值精度评定 |
| 2.5 地形建模性能评估与分析 |
| 2.5.1 仿真条件 |
| 2.5.2 实验结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于约束粒子群优化的海底地形匹配导航技术研究 |
| 3.1 海底地形匹配导航系统的组成与原理 |
| 3.1.1 基本导航系统 |
| 3.1.2 水深测量系统 |
| 3.1.3 地形匹配模块 |
| 3.2 粒子群优化算法原理与收敛性分析 |
| 3.2.1 粒子群优化算法原理与设计流程 |
| 3.2.2 粒子群优化算法的收敛性 |
| 3.3 基于约束粒子群优化的地形匹配算法 |
| 3.3.1 粒子群分布初始化 |
| 3.3.2 适应度函数设计 |
| 3.3.3 基于约束粒子群优化的地形匹配算法流程 |
| 3.4 匹配性能仿真验证 |
| 3.4.1 仿真条件 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 地形辅助松/紧组合导航方法 |
| 4.1 地形辅助导航松/紧组合原理 |
| 4.1.1 松组合 |
| 4.1.2 紧组合 |
| 4.2 递归贝叶斯滤波器 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波器 |
| 4.2.2 粒子滤波器 |
| 4.3 地形辅助导航松/紧组合滤波器 |
| 4.3.1 状态方程 |
| 4.3.2 观测方程 |
| 4.3.3 滤波器流程 |
| 4.4 导航性能实验验证 |
| 4.4.1 仿真条件 |
| 4.4.2 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于三维距离的改进地形辅助导航紧组合方法 |
| 5.1 改进的TAN紧组合滤波器设计 |
| 5.1.1 状态方程 |
| 5.1.2 观测方程 |
| 5.2 两种TAN紧组合系统导航性能分析 |
| 5.3 基于跑车数据的半物理实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文内容总结 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间发表论文、参加科研情况 |
（10）GNSS结合多波束技术在乐山大佛水域勘查中应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 论文研究目标和意义 |
| 1.5 论文内容安排 |
| 第2章 GNSS水面定位技术 |
| 2.1 GNSS测量原理 |
| 2.2 GNSS主要测量方法 |
| 2.2.1 静态相对定位 |
| 2.2.2 动态相对定位 |
| 2.3 GNSS测量误差源及应对方法 |
| 2.3.1 GNSS测量误差来源 |
| 2.3.2 GNSS测量误差消减方法 |
| 第3章 多波束测深技术 |
| 3.1 多波束系统主要部件 |
| 3.2 多波束测深系统工作原理 |
| 3.3 多波束系统安装与测试 |
| 3.4 关键误差分析与处理 |
| 3.4.1 横摇偏差校准 |
| 3.4.2 纵摇偏差校准 |
| 3.4.3 艏摇偏差校准 |
| 3.4.4 时延校准 |
| 3.4.5 主要误差源及解决途径 |
| 3.5 现场监测与控制 |
| 3.5.1 系统状态和数据质量监视 |
| 3.5.2 数据浏览检查 |
| 3.5.3 评估测深精度 |
| 3.6 侧扫声呐 |
| 第4章 乐山大佛水域勘察设计与数据处理 |
| 4.1 水域勘察方法 |
| 4.1.1 工程区域概况 |
| 4.1.2 主要仪器设备与用途 |
| 4.1.3 定位数据采集方法 |
| 4.1.4 测深数据采集方法 |
| 4.2 数据处理 |
| 4.2.1 定位数据处理 |
| 4.2.2 测深数据处理 |
| 4.2.3 水底地形成果分析 |
| 4.2.4 测绘成果质量分析 |
| 4.2.5 遇到的主要问题与解决办法 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 技术展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
四、水下地形测量中GPS二维坐标变换（论文参考文献）
- [1]水流引起的多波束测深误差改正方法研究[D]. 王鑫. 山东科技大学, 2020(04)
- [2]水下浅层随波扫描探测系统研究[D]. 余阳. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]黄河宁夏平罗四排口河段三维水沙运移与河床变形数值模拟[D]. 刘鑫. 宁夏大学, 2020(03)
- [4]基于梯度拟合的水下地形匹配导航算法研究[D]. 高嘉淇. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]移动端的地下管线增强现实可视化研究与原型设计[D]. 周玲. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [6]基于机载LiDAR与单波束测深数据建立河道DEM的研究[D]. 鲁晨阳. 长春工程学院, 2020(03)
- [7]水库库容的无人船自动巡航测算方法研究[D]. 孔祥乾. 华南理工大学, 2019
- [8]基于MEMS 9轴传感阵列的水下地形沉降机理与监测系统研究[D]. 徐春莺. 浙江大学, 2019
- [9]自主水下潜器海底地形辅助导航技术研究[D]. 周玲. 东南大学, 2018(05)
- [10]GNSS结合多波束技术在乐山大佛水域勘查中应用研究[D]. 韩扬. 吉林大学, 2017(04)