和（曰3,62)在X轴水深方向上相互最接近。
[003引 d在校正值变化的合理范围-20°~+20°内，取出N个样本值，匹配点对的水深差 为&-Hb，计算所有匹配点对的水深差值平方和f(a，b) = 2(&-Hb)2,用W恒量A组水深点 和B组水深点的断面匹配度q;f(a,b)越小，则表明A组水深点和B组水深点的断面匹配度 q越好，断面匹配度q越好则说明A，B两组水深所反映的地形吻合度越好，该正是衡量横摇 校正值/纵摇校正值/腊摇校正值好坏的重要指标；通过所有匹配点对的水深差值平方和 f(a,b) = 2 (&-Hb)2求出每个样本值所对应的断面匹配度q;
[0039] e、采用插值极限法求出满足预设精度K的样本值即为所求的横摇校正值/纵摇校 正值/腊摇校正值。
[0040] 所述插值极限法是指；在所有样本值所对应的断面匹配度q中，找出最大的断面 匹配度q所对应的的样本值，然后在该样本值前后各插入一个新的样本，通过迭代的方法， 使得最大的断面匹配度q所对应的样本值无限接近所求取的改正值，当样本值的变化差值 小于预设精度K时，该样本值即为所求的横摇校正值/纵摇校正值/腊摇校正值。
[0041] 多波束测深系统安装校正值包括横摇校正值、纵摇校正值和腊摇校正值，需要根 据不同的安装校正值在不同的区域采用不同的测量方法获取A、B两组水深点数据。横摇校 正值的存在将导致从斜距到水深转换时存在误差，误差大小与水深密切相关，水越深转换 的深度误差也就越大。求取横摇校正值时，需要在海底地形平坦的区域，在同一测线上采用 相同的船速，相反的航向测取A、B两组水深点数据。纵摇校正值的存在主要影响测深、位置 偏差；求取纵摇校正值时，需要在有特征地物的海底，垂直于特征地物的方向布置测线，在 同一测线上采用相同的船速，相反的航向测取A、B两组水深点数据。有特征地物是指能被 辨识的物体，例如石头、珊瑚等物体。或者在第二种区域测得纵摇校正值，即斜坡区域，垂直 斜坡的方向布置测线，在同一测线上采用相同的船速，相反的航向测取A、B两组水深点数 据。腊摇校正值的存在也会影响测深、位置的偏差，且边缘波束误差较大，中央波束的误差 较小可W忽略。计算腊摇校正值时，需要在有特征地物的海底或者斜坡的区域，在特征地物 上或垂直斜坡方向布置两条平行测线，该两条测线间的间距为水深Hy的2倍，在两条测线 上采用相同的船速及航向测取A、B两组水深点数据。
[0042] 实施例
[0043] 选定一检测区域，通过多波束测深系统在该检测区域内测出A、B两组水深点数 据；将检测区域内的A、B两组水深点投影到与水深方向平行的同一断面上；并在该断面内 建立断面坐标系。由于计算横摇校正值、纵摇校正值和腊摇校正值的过程是类似的，下面只 叙述其中一个校正值C的计算过程。
[0044] 假设校正值C=m，根据经验我们知道，校正值变化的合理范围在-20°~+20°之 间，在该范围内均匀取出样本值集合Me= (-20, -19, -18,... 19, 20}，此处的样本值集合即 为改正值的集合，在该范围内分别使用Me中的样本值对两组水深点进行数据校正，而通过 样本值对水深点进行数据校正可W采用已有的方法，在此不再寶述。根据A、B两组水深点 的坐标，在断面坐标系的X轴方向上，按照水深点相互邻近的原则，对A组水深点和B组水 深点进行匹配，形成一系列匹配点对；通过计算所有匹配点对的水深差值平方和f(a,b)= 2 (H,-Hb)2求出每个样本值所对应的断面匹配度q，形成断面匹配度的集合Qe= {q_w，q_i9， q_i8, . . .qi9,屯。}，其中改正值m与断面匹配度q的关系如图4所示。
[0045] 从集合斯中捜索出最大值q1，并找出Qi的前后值qH和qW，如图5所示，
[0046] 通过插值极限法来求出位置所对应的改正值m。具体地，取i-1与i的中点即 ^，并取i+1与i的中点即^，然后将兰二1和兰±1作为校正值C的新的样本值； 2， 么， 2 2 重复前述步骤计算出新的样本值所对应的匹配度9?1='和9马^并将9当和9^^添加到集合 2i， 2 2 Qe;然后，从集合Qe中捜索出新的最大值q' 1，如果样本值的变化差值即样本值的精度小于 预设精度，假设预设精度为K，其中K<0.〇r，那么当|i' -i|<K时，该最大值q'i所 对应的样本值即为所求的横摇校正值/纵摇校正值/腊摇校正值，即当前i'值为所求的校 正值；当|i' -i| <1(不成立时，则需继续求取新的无限接近所取校正值的样本值，直至满 足预设的校正值精度要求。
[0047] 本发明针对现有多波束测深系统安装校正值的计算主要通过"斑片试验（Patch Test)"的方法方法获得，该方法将两组水深点分别生成等深线，然后需要人员从图上量取 等深线的偏移量并作统计分析来衡量匹配度，自动化效率低，误差较大。通过采用"断面匹 配法"，能快速、精确计算出安装校正值来消除安装误差，从而有效保证了多波束测深系统 的测量精度，提高了作用效率。
[0048] 此外，在断面匹配法的计算过程中引入插值极限法，能确保计算出高精度校正值 的前提下，计算量小，进一步保证了多波束测深系统的测量精度。利用插值极限法代替现有 技术中的穷举法，穷举法是指在一定范围内穷举改正值，当两组水深点使用穷举的改正值 进行改正后，匹配度满足要求后，就认为找到了所要求出的改正值，无法保证所求校正值的 精确，而且计算量较大，严重影响作业效率。
[0049] W上实施例仅是示例性的，并不会局限本发明，应当指出对于本领域的技术人员 来说，在本发明所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括以下 步骤： (1) 、选定一检测区域，通过多波束测深系统在该检测区域内测出A、B两组水深点数 据； (2) 、通过断面匹配法计算出A、B两组水深点数据的断面匹配度q，当断面匹配度q所 对应的改正值的精度小于预设精度K时，该断面匹配度q所对应的改正值即为所求的横摇 校正值/纵摇校正值/艏摇校正值。2. 根据权利要求1所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征在于， 所述断面匹配法进一步包括以下步骤： a、 将检测区域内的A、B两组水深点投影到同一断面上； b、 在该断面内建立以检测区域的投影区域中心线为x轴，水深为y轴，投影区域中心 线的起点为坐标原点（〇,〇)的断面坐标系，断面坐标系内A、B两组水深点的坐标记为（Dx, Hy)； c、 根据A、B两组水深点的坐标，在断面坐标系的x轴方向上，按照水深点 相互邻近的原则，对A组水深点和B组水深点进行匹配，形成一系列匹配点对 d、 在校正值变化的合理范围-20°~+20°内，取出N个样本值，匹配点对的水深差为 I- $，通过计算上述所有匹配点对的水深差值平方和= ￡(化-馬求出每个 样本值所对应的断面匹配度q; e、 采用插值极限法求出满足预设精度K的样本值即为所求的横摇校正值/纵摇校正值 /艏摇校正值。3. 根据权利要求2所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征在于， 所述插值极限法是指：在所有样本值所对应的断面匹配度q中，找出最大的断面匹配度q所 对应的的样本值，然后在该样本值前后各插入一个新的样本，通过迭代的方法，使得最大的 断面匹配度q所对应的样本值无限接近所求取的改正值，当样本值的变化差值小于预设精 度K时，该样本值即为所求的横摇校正值/纵摇校正值/艏摇校正值。4. 根据权利要求3所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征在于， 所述预设精度K< 0.01°。5. 根据权利要求1-3任一所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征 在于，求取横摇校正值时，需要在海底地形平坦的区域，在同一测线上采用相同的船速，相 反的航向测取A、B两组水深点数据。6. 根据权利要求1-3任一所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征 在于，求取纵摇校正值时，需要在有特征地物的海底或者斜坡区域，垂直于特征地物或者垂 直于斜坡的方向布置测线，在同一测线上采用相同的船速，相反的航向测取A、B两组水深 点数据。7. 根据权利要求1-3任一所述的一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，其特征 在于，计算艏摇校正值时，需要在有特征地物的海底或者斜坡的区域，在特征地物上或垂直 于斜坡方向布置两条平行测线，该两条测线间的间距为水深Hy的2倍，在两条测线上采用 相同的船速及航向测取A、B两组水深点数据。
【专利摘要】本发明公开了一种多波束测深系统安装校正值的计算方法，包括选定检测区域，通过多波束测深系统测得水深点数据，并通过断面匹配法计算安装校正值。本发明采用“断面匹配法”能快速、精确求得校正值，简化了人员操作难度，提高了工作效率；有效避免了现有技术中“斑片试验(Patch Test)”需要从图上量取的工序，解决了自动化程度、作业效率低的问题，确保了多波束测深系统的测量精度；采用“插值极限法”，代替了现有技术中的穷举法，该方法一方面能确保计算出高精度的校正值，另一方面其计算量小，进一步确保了多波束测深系统的测量精度，提升了作用效率。
【IPC分类】G01C25/00
【公开号】CN104949692
【申请号】CN201510358491
【发明人】李炜, 罗宇, 郑明波
【申请人】江苏中海达海洋信息技术有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月25日