海上石油钻井中的惯性测量技术分析

介绍了国内测井用惯性测量技术的现状,分析了适用于海上石油钻井平台上的油气井井眼轨迹惯性测量方案,并指出了基于光纤陀螺的测量方案是未来的发展方向。     

基于图像测速的波浪破碎两相速度场测量方案探讨

针对波浪破碎试验中气泡区速度与水体速度无法同时测量的难题,基于实验室条件,搭建了粒子图像测速（PIV）和气泡图像测速（BIV）系统,采用声学多普勒测速仪（ADV）对PIV测量精度和不同场景下BIV测量精度进行了细致的验证,并设计多种试验方案以期实现BIV与PIV的同步耦合测量。试验结果表明,7W激光+后置灯的优化照明方案,其耦合测量的气泡区速度代表参数与标准BIV照明方案的结果误差小于5%,且耦合测量的气泡区下方水质点的速度曲线与标准PIV测量结果吻合,表明该改进方案满足PIV与BIV耦合测量的条件。本文实现的PIV与BIV耦合测量有利于优化测量和分析工作,减小破碎波浪重复生成的影响,有利于提高测量精度,为大范围波浪破碎速度场的快速测量提供了新的方案。     

舰载浅水激光测深系统研究

本文提出了近海浅水区域水深测量的激光双频相位法测量方案，采用声光调制1064nm和532nm光波分别测量水面和水底距离。在实验室进行了该系统的模拟实验，证实了该方案的可行性。     

高频地波雷达单站测量表层海流的原理

运用高频地波雷达测量表层海流矢量,一般均采用双站测量方案,因而,需要大量的人力和昂贵的设备投入。该项研究在分析双站测量原理的基础上,结合海洋学原理和合理的假设,推导并给出了利用单站地波雷达测量表层海流的原理和公式,从而使单站测量表层海流成为可能。可预期该方案虽然在一定程度上,适当降低了空间分辨率,但却可以大幅度降低观测成本,减少人力物力的投入,并显著提高现场观测效率。     

利用北斗短信功能实现海上测量信息的回传

目前,海上试验的测量设备日趋增多,其测量信息对试验进程至关重要,必须对其进行监测.但常用的数传电台、GSM及无线网络等通信方式作用距离较短、保密性较差,无法满足信息回传的需要.为此,基于北斗卫星定位系统的短信功能,提出陆基方案(软件方案)和海基方案(硬件方案),其作用距离不受限制,十分适用于海上试验,从而很好地解决了海...     

远距离海岛礁高程基准统一方法研究

综合利用水准测量和卫星定位测量,给出了基于三角高程测量的高精度远距离海岛礁高程基准的统一方法和实施方案。利用我国沿海12处海岛的跨海高程基准统一方法、测量方案、技术手段、数据处理要求和实测数据,对远距离海岛礁高程基准统一的经验做法、成果精度和数据质量进行了分析和总结,并针对此方案给出了一些跨海三角高程需要注意和值得借鉴的参考意见。     

海岸带地形快速移动测量技术

为解决海岸带地形变化迅速、测量困难等现实问题,首先分析了移动测量系统的技术特点,介绍了移动测量系统的组成与涉及的关键技术,然后提出了基于移动测量技术的海空地一体海岸带机动测量方案,并根据海岸带地形测量的不同需求设计了适应作业的测量平台、作业模式及主要功能,为海岸带、海岛礁地理信息快速更新与应急保障提供了应用参考与技术支撑。     

远距离海岛礁高程基准统一方法研究

综合利用水准测量和卫星定位测量,给出了基于三角高程测量的高精度远距离海岛礁高程基准的统一方法和实施方案.利用我国沿海12处海岛的跨海高程基准统一方法、测量方案、技术手段、数据处理要求和实测数据,对远距离海岛礁高程基准统一的经验做法、成果精度和数据质量进行了分析和总结,并针对此方案给出了一些跨海三角高程需要注意和值得借鉴的参考意见.     

波浪能滑翔器走航式波浪要素测量试验分析

海洋中的海水波动作为海洋中一种重要的运动形式,关乎海洋工程建设、航海安全以及海洋能的利用等,因此波浪要素的测量成为海洋科学研究的重要对象之一。针对传统手段在波浪要素定点测量上存在的测点单一、操作复杂、成本较高等问题,提出一种使用无人自主移动平台波浪能滑翔器挂载测波传感器进行走航式波浪要素测量的方案,并与SBF7-1型测波浮标在同一海域进行比测试验。经过试验数据的对比分析,验证了波浪能滑翔器走航式波浪要素测量方案的可行性及存在的不足,为后期优化波浪能滑翔器走航式波浪要素测量方案,实现波浪要素的精准测量奠定了基础。     

海洋重力仪直接测量纬度技术探讨

海洋重力测量数据中包含测量载体运动产生的对地离心力大小,而该离心力大小与纬度有关,利用此原理,设计了一种测量方法,可以测量出该离心力的大小,进而计算出所处纬度值;通过对测量方法的精度分析,提出了最佳测量方案。从计算实例来看,运用该方法可以有效地测量出测量点的纬度。     

一种分析台风路径预报误差的新方法

台风路径预报误差应包括距离误差和方向误差两个方面,而在以往的业务应用和科学研究中偏向于只考虑对应时刻预报和观测位置点间的距离误差。本文对评估台风路径误差的方法进行了改进,在距离误差基础上建立了一种新的表征台风路径误差的方法——多因子误差法。本文以中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据为标准,对2008和2009年中国气象局、美国台风联合预警中心和日本气象厅预报的西北太平洋热带气旋路径,采用新的表征热带气旋路径预报误差的多因子误差法进行分析,并与普遍采用的距离误差法进行对比,结果表明:多因子误差分析方法和距离误差分析方法存在比较明显的差异,多因子误差法优势比较明显。本文是对更科学的台风路径预报误差评定方法的有益探索,有一定的参考价值。     

飞行器状态观测误差对运行轨迹预报精度影响

飞行器状态观测误差大小直接决定了其运行轨迹预报精度。根据飞行器运行状态方程,分析了不同量级初始状态观测误差对飞行器运行轨迹解算影响。通过仿真试验评估了飞行器状态观测误差造成的影响,结论表明:飞行器初始位置和速度误差越大,对运行轨迹解算精度影响越严重,呈现出线性变化趋势。因此,对飞行器进行测控时,应尽量减小飞行器初始状态观测误差,提高飞行器运行轨迹解算精度。     

地图扫描数字化系统误差分析及对策探讨

较全面地分析了地图扫描数字化的系统误差来源及影响。在系统误差纠正模型的选取过程中所采用的数据存在粗差，纠正模型的误差和模型数据的粗差是值得讨论的问题。利用粗差拟准检定法探测粗差准确的优点和判断函数模型的准则理论，提出顾及粗差的系统误差回归函数分析，先确定回归函数，在此基础上进行粗差探测与剔出，然后再进行回归分析，以达到消弱系统误差最优的目的。     

利用跨海水准测量实现岛屿间的高程传递

结合2015年某海洋测绘任务特点,对跨海水准测量的误差来源进行了认真分析,做出了利用跨海水准测量实现岛屿间高程传递的技术方案设计。针对跨海水准测量存在的3种重要误差来源,利用辅助设备测量全站仪和觇板高度、适当增加测角测回数提高垂直角测量精度、精心策划测量步骤减小大气垂直折光误差等手段,有效消除和减小了误差项影响,最后通过平差得到了高差单位权中误差为±2.69mm的测量成果,满足了三等水准测量要求,实现了海洋岛屿间的大跨度高程传递。     

Ensemble covariances adaptively localized with ECO-RAP. Part 1: tests on simple error models

In atmospheric data assimilation (DA), observations over a 6–12-h time window are used to estimate the state. Non-adaptive moderation or localization functions are widely used in ensemble DA to reduce the amplitude of spurious ensemble correlations. These functions are inappropriate (1) if true error correlation functions move a comparable distance to the localization length scale over the time window and/or (2) if the widths of true error correlation functions are highly flow dependent. A method for generating localization functions that move with the true error correlation functions and that also adapt to the width of the true error correlation function is given. The method uses ensemble correlations raised to a power (ECO-RAP). A gallery of periodic one-dimensional error models is used to show how the method uses error propagation information and error correlation width information retained by powers of raw ensemble correlations to propagate and adaptively adjust the width of the localization function. It is found that ECO-RAP localization outperforms non-adaptive localization when the true errors are propagating or the error correlation length scale is varying and is as good as non-adaptive localization when such variations in error covariance structure are absent.     

IMU/DGPS机载激光定位测量误差分析与估计

详细分析了IMU/DGPS机载激光定位测量的各种误差,着重讨论了IMU姿态测量误差对机栽激光定位的影响.根据实际可能的误差数据,并联合扫描角误差、测距误差和平台坐标系原点误差进行计算分析,得出了不同的量测误差对目标三维定位误差的综合影响.     

多波束测深系统的精度评估方法研究

在分析了多波束测深系统测量误差来源的基础上，讨论了多波柬测深系统静态精度、相对精度和绝对精度的系统精度评估方法。采用的静态精度评估方法就是在多波柬测深系统静止的条件下考核其对同一位置测量深度的误差；相对精度评估方法就是布设多条交叉重叠的测线，考核交叉重叠点的测深误差；绝对精度评估方法是在多波束测深的同时利用高精度的测深仪测量同一区域，用此参考地理模型来检验多波束测深的精度。根据误差理论，三种精度评估的方法分别从系统稳定性、自符合性和系统误差方面确定各误差源的综合误差，它们是检验多波束测深系统精度是否符合海道测量标准的有效方法。文中给出了系统试验数据的重要结果及设备验收的方法。     

天津海洋牧场人工鱼礁投放误差研究

合理的人工鱼礁布局可以为海洋生物提供适宜的生境,促进物种的多样性和生态系统的稳定。然而受多种因素的影响,人工鱼礁投放的实际位置与规划方案多有差异,致使人工鱼礁建设达不到预期效果。文章利用重心误差、外围面积误差、重叠面积误差以及礁体数量误差等4个指标来评价天津海洋牧场人工鱼礁的投放误差状况。结果表明,天津海洋牧场人工鱼礁投放的外围面积误差和礁体数量误差的平均值分别为-0.11和0.067,投放布局的准确性比较高;重心和重叠面积误差平均值分别为0.59和0.73,投放定位的准确性相对较差,需要进一步改进;从年际变化来看,2018年人工鱼礁投放的重心误差、重叠面积误差、礁体数量误差均有明显改善,仅外围面积误差略大,表明随着时间的推移,人工鱼礁投放布局和定位的准确性均已达到预期效果。文章量化了天津海洋牧场人工鱼礁的投放误差,成果可为提高天津海洋牧场人工鱼礁投放效果提供有益参考,为相关政策制定提供科学依据,并指导管理实践。     

海洋环境对GPS多路径效应影响分析

为了解海洋环境对GPS多路径效应的影响,基于海边两个测站的观测数据,利用Anubis软件对两测站多年、多天数据在海洋环境与陆地环境下受多路径效应影响的差异进行对比分析。结果表明:(1)低卫星高度角时,随着卫星高度角的降低,海洋环境和陆地环境下的多路径误差都逐渐增大,且海洋环境下的多路径误差增幅明显大于陆地环境下的增幅。(2)当卫星高度角小于20°时,海洋环境下的多路径误差大于陆地环境下的多路径误差;当卫星高度角大于20°时,海面方向和陆地方向多路径误差差异较小。     

Low‐dimensional representation of error covariance

Ensemble and reduced‐rank approaches to prediction and assimilation rely on low‐dimensional approximations of the estimation error covariances. Here stability properties of the forecast/analysis cycle for linear, time‐independent systems are used to identify factors that cause the steady‐state analysis error covariance to admit a low‐dimensional representation. A useful measure of forecast/analysis cycle stability is the bound matrix , a function of the dynamics, observation operator and assimilation method. Upper and lower estimates for the steady‐state analysis error covariance matrix eigenvalues are derived from the bound matrix. The estimates generalize to time‐dependent systems. If much of the steady‐state analysis error variance is due to a few dominant modes, the leading eigenvectors of the bound matrix approximate those of the steady‐state analysis error covariance matrix. The analytical results are illustrated in two numerical examples where the Kalman filter is carried to steady state. The first example uses the dynamics of a generalized advection equation exhibiting non‐modal transient growth. Failure to observe growing modes leads to increased steady‐state analysis error variances. Leading eigenvectors of the steady‐state analysis error covariance matrix are well approximated by leading eigenvectors of the bound matrix. The second example uses the dynamics of a damped baroclinic wave model. The leading eigenvectors of a lowest‐order approximation of the bound matrix are shown to approximate well the leading eigenvectors of the steady‐state analysis error covariance matrix.