发明名称 一种单波束测深仪水深粗差检测修正方法及系统
摘要 一种单波束测深仪水深粗差检测修正方法,包括输入原始的水深采集点序列数据,利用水深值进行阈值判定,将水深采集点序列分割成多个地形链;对各地形链的权值进行判断,标记为P=0或2,对地形链权值P=0的地形链中水深采集点进行修复,修复完成后标记地形链的权P=1。本发明针对原始水深值粗差处理问题,创新性地提出地形链的概念,设计了一种新的针对单波束测深仪水深观测值的粗差检测与修正方案,针对长江流域的单波束测深数据处理表明,对各类粗差有明显的检测和修正效果。
申请公布号 CN104180873A 申请公布日期 2014.12.03
申请号 CN201410441855.8 申请日期 2014.09.02
申请人 长江航道测量中心 发明人 刘力;简波;孙再刚;张建春;沈继青
分类号 G01F23/296(2006.01)I;G01S7/52(2006.01)I 主分类号 G01F23/296(2006.01)I
代理机构 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人 严彦
主权项 一种单波束测深仪水深粗差检测修正方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,输入原始的水深采集点序列数据,设原始的长度为n的水深采集点序列Z中包含n个水深采集点Z<sub>1</sub>,Z<sub>2</sub>,……Z<sub>n</sub>,序号分别为1,2,…,n,水深采集点Z<sub>1</sub>,Z<sub>2</sub>,……Z<sub>n</sub>的水深值依次记为水深值H<sub>1</sub>,H<sub>2</sub>,……H<sub>n</sub>;步骤2,利用水深值H<sub>1</sub>,H<sub>2</sub>,……H<sub>n</sub>进行阈值判定,将水深采集点序列Z分割成N个地形链C<sub>1</sub>,C<sub>2</sub>,……C<sub>N</sub>;步骤3,对各地形链的权值进行判断,判断方式为,对于某地形链C<sub>k</sub>,如果满足以下三个条件之任一,则地形链C<sub>k</sub>的地形链权值P=0,否则定权P=2,设Hl代表左侧参考水深值,当找到该地形链左侧的权值P=2的地形链Cx时,令Hl等于Cx最后一个水深采集点的水深值,否则令Hl等于C<sub>k</sub>的第一个水深采集点的水深值;Hr代表右侧参考水深值,当找到该地形链右侧的地形链Cy, 其中Cy的长度L要满足L&gt;L<sub>0 </sub>,L<sub>0</sub>为预设的右邻长度阈值,取Cy中第一个水深采集点的水深值为Hr,否则令Hr为C<sub>k</sub>的最后一个水深采集点的水深值;条件1,地形链C<sub>k</sub>的长度小于预设的长度阈值L<sub>1</sub>;条件 2,当地形链C<sub>k</sub>长度不小于预设的长度阈值L<sub>1</sub>时,设地形链C<sub>k</sub>起点序号为S<sub>k</sub>,终点序号为E<sub>k</sub>,其中序号为[(E<sub>k</sub>+S<sub>K</sub>)/2]的水深采集点的水深值为H<sub>M</sub>,存在|H<sub>M</sub>‑H<sub>0</sub>|&gt;T<sub>1</sub>,T<sub>1</sub>为异常跳变点判定阈值,[ ]表示去尾法取整;其中,H<sub>0</sub>为参考水深值,H<sub>0</sub>=(Hl+Hr)/2;条件 3,当地形链C<sub>k</sub>长度不小于L<sub>1</sub>时,设其前L<sub>1</sub>个水深采集点的水深值的集合为H<sub>Ck</sub>,存在一个水深值H∈H<sub>Ck</sub>,满足|H‑2Hl|&lt;T<sub>0 </sub>或者|H‑3Hl|&lt;T<sub>0</sub>;步骤4,对地形链权值P=0的地形链中水深采集点进行修复,修复方式为,对于权值P=0的某地形链C<sub>k</sub>,设其起点序号为S<sub>k</sub>,令X=S<sub>k </sub>,其终点序号为E<sub>k</sub>,令Y=E<sub>k</sub>;若能够寻找到C<sub>k</sub>左侧第一个P≠0的地形链C<sub>L</sub>,则令X等于C<sub>L</sub>的终点序号E<sub>L</sub>,否则X=S<sub>k</sub>不变;若能够寻找到C<sub>k</sub>右侧第一个P≠0的地形链C<sub>R</sub>,则令Y等于C<sub>R</sub>的起点序号S<sub>R</sub>,否则Y=E<sub>k</sub>不变;对于C<sub>k</sub>中的任一水深采集点Z<sub>i</sub>,其与序号为X、Y的相应水深采集点Z<sub>X</sub>和Z<sub>Y</sub>的平面距离D<sub>ix</sub>=||G<sub>i</sub>‑G<sub>X</sub>||,D<sub>iY</sub>=||G<sub>i</sub>‑G<sub>Y</sub>||,其中|| ||为Euclidean范数,G<sub>i</sub> 、G<sub>X</sub> 、G<sub>Y</sub>分别为水深采集点Z<sub>i</sub>、Z<sub>X</sub>和Z<sub>Y</sub>的坐标向量,则Z<sub>i</sub>点的水深值为H<sub>i</sub>=H<sub>X</sub>+ D<sub>iX</sub> ×(H<sub>Y</sub>‑H<sub>X</sub>)/(D<sub>iX</sub>+D<sub>iY</sub>),对于C<sub>k</sub>中的所有水深采集点分别修复完成后,标记地形链C<sub>k</sub>的权P=1。
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