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内河信息无人化协同采集三维显示系统研发

水道港口 2022年第5期43卷 677-682页

作者：刘俊涛安永宁雷鹏王方正季祥坤杨柳交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津300456 天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456

内河通航水域水上水下地理信息的掌握,对于航运管理、通航安全保障、航道整治维护十分重要,以无人机、无人船、水下机器人等为载体的无人化信息采集手段,在内河水域的应用也愈加广泛与成熟。为保障各个无人载体间同步、协同采集作业,避... 详细信息

内河通航水域水上水下地理信息的掌握,对于航运管理、通航安全保障、航道整治维护十分重要,以无人机、无人船、水下机器人等为载体的无人化信息采集手段,在内河水域的应用也愈加广泛与成熟。为保障各个无人载体间同步、协同采集作业,避免相互干扰影响,保证覆盖率和采集效率,基于远程通讯、三维地理信息、空间数据库等多种技术,开发了内河信息无人化协同采集同场景三维可视化显示系统,实现了内河航道信息与无人化载体跨域协同作业过程的三维可视化,以及内河航道设施服役状态的全方位立体化实时呈现。系统不仅可用作现场作业时的任务管理,也可用作为采集后的成果展示。

关键词：内河信息无人化协同采集三维可视化

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基于超短基线的水下移动目标定位方法研究

信息技术 2022年第11期46卷 26-30,36页

作者：杜跃欧阳锡钰天津水运工程勘察设计院有限公司天津300456 天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456 交通运输部天津水运工程科学研究院天津300456

由于传统水下移动目标定位方法存在定位精度低的问题,提出基于超短基线的水下移动目标定位方法。在水声传感网络通信模型的信息采集端,计算出水声传感网络对于目标定位的能力。利用自适应均衡算法辨别水下移动目标的干扰数据,基于自适... 详细信息

由于传统水下移动目标定位方法存在定位精度低的问题,提出基于超短基线的水下移动目标定位方法。在水声传感网络通信模型的信息采集端,计算出水声传感网络对于目标定位的能力。利用自适应均衡算法辨别水下移动目标的干扰数据,基于自适应均衡算法构建水声传感网络通信模型,计算出冲击响应函数和响应时长的近似度,完成水下移动目标声场扰动量的归一化处理,结合水下移动目标定位算法,实现水下移动目标的定位。仿真结果表明,所提出方法可以通过提高水下移动目标定位精度,提升水下移动目标定位性能。

关键词：超短基线移动目标网络通信模型目标定位传感网络

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多站三维激光扫描林木胸径精度分析

科学技术创新 2023年第3期 1-4页

作者：熊伟房新玉刘杰天津水运工程勘察设计院有限公司天津天津市水运工程测绘技术重点实验室天津交通运输部天津水运工程科学研究所天津

针对多测站三维激光扫描林木获取胸径精度是否满足规范要求的问题,研究了多测站三维激光扫描林木胸径精度。首先通过站式三维激光扫描仪获取林木点云数据,经过配准、过滤、切割,获取可靠的胸径点云数据,然后采用最小二乘法拟合切片点云... 详细信息

针对多测站三维激光扫描林木获取胸径精度是否满足规范要求的问题,研究了多测站三维激光扫描林木胸径精度。首先通过站式三维激光扫描仪获取林木点云数据,经过配准、过滤、切割,获取可靠的胸径点云数据,然后采用最小二乘法拟合切片点云最优圆,计算获取林木胸径,最后以某一区域林木为试验对象,与人工量测对比,1 cm厚度切片点云测得的胸径最大差值为2.1 mm,最小差值为-9.2 mm,中误差为6.0 mm。结果表明,三维激光扫描简单实用,结果可靠,精度满足规范要求,可以代替人工测量方法用于林木胸径调查测量。研究结果对三维激光扫描技术在林木调查领域的应用有重要的借鉴意义。

关键词：林木胸径三维激光扫描点云数据精度

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基于BP神经网络似大地水准面精化精度分析

地理空间信息 2023年第11期21卷 73-75页

作者：房新玉解静刘盾崔嘉交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

针对BP神经网络似大地水准面精化在山区和平原等地形区域的差异,采用BP神经网络+残余高程异常的方法,建立残余高程异常与坐标的非线性函数关系,并以南方某山区和华北某平原为研究对象,对比分析了BP神经网络似大地水准面精化不同地形区... 详细信息

针对BP神经网络似大地水准面精化在山区和平原等地形区域的差异,采用BP神经网络+残余高程异常的方法,建立残余高程异常与坐标的非线性函数关系,并以南方某山区和华北某平原为研究对象,对比分析了BP神经网络似大地水准面精化不同地形区域的精度。结果表明,在平原和山区均能达到较高的精度(±5 cm以内),且平原优于山区,因此BP神经网络可应用于大面积的不同地形区域的似大地水准面精化,精度可满足1∶500~1∶2000大比例尺地形图测量的需求。

关键词： BP神经网络似大地水准面精化 EGM2008模型高程异常

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海上风电单桩基础直线度测量最小二乘空间圆拟合法

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水道港口 2022年第5期43卷 683-688页

作者：吴昊交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津300456 天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456

海上风电单桩基础的直线度是评价其挠度变化的一项重要指标,其精度取决于截面圆心的拟合精度。利用最小二乘原理,推导了一种高精度的空间圆曲线拟合算法。根据空间圆两点之间弦长的中垂面均相交于圆心的特性,得出多观测点两点之间连线... 详细信息

海上风电单桩基础的直线度是评价其挠度变化的一项重要指标,其精度取决于截面圆心的拟合精度。利用最小二乘原理,推导了一种高精度的空间圆曲线拟合算法。根据空间圆两点之间弦长的中垂面均相交于圆心的特性,得出多观测点两点之间连线与其中垂线必定垂直的结论,以此为依据组建了向量乘积的矩阵方程。又根据圆心点必定位于多观测点拟合平面之上的特点,以此作为限制条件,利用附有限制条件间接平差理论,根据最小二乘法,构建解算方程,拟合解算出空间圆心坐标和半径,并计算出各观测点的平整度和圆度差,作为拟合优良的参考标准。将该算法在工程项目中进行了实际应用,与MATLAB数学计算软件中的拟合算法进行了比对,计算精度良好。

关键词：海上风电单桩直线度最小二乘空间圆拟合

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漂移模型与水下机器人在海事演习中的应用

自动化与仪器仪表 2023年第6期 204-207页

作者：张龙隋海琛交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

本研究提供一搜救模式:对于漂浮落水者:根据遇险点位置,基于“高精度实时模拟预报系统”模型预测并确定落水者位置,根据预测漂移轨迹方向划定搜寻区域并决策搜寻范围大小;使用自主水下机器人AUV对悬浮或沉底落水者、沉船进行快速大面积... 详细信息

本研究提供一搜救模式:对于漂浮落水者:根据遇险点位置,基于“高精度实时模拟预报系统”模型预测并确定落水者位置,根据预测漂移轨迹方向划定搜寻区域并决策搜寻范围大小;使用自主水下机器人AUV对悬浮或沉底落水者、沉船进行快速大面积搜寻扫测并对疑似点标识定位,然后使用水下机器人ROV进行定点精细扫描并对疑似目标进行辨认、精确定位或投放浮标,实现对目标体的近距离辨识、救助、打捞。在“2021年国家海上搜救无脚本实战演练”中验证其可行性,为中国其他海上搜救打捞项目提供借鉴。

关键词：海上搜救漂移模型漂移预测模拟人搜寻区域自主水下机器人遥控水下机器人

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广西北海近岸海域波浪的分布特征

水运工程 2016年第7期 32-35页

作者：文先华武艺天津水运工程勘察设计院天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456

通过对广西北海近岸测站1 a实测波浪资料,分析该海域的波浪特征,得出:海域不分方向H_(1/10)年平均值为0.6 m,常浪向为WSW向,出现的频率为15.48%,强浪向为ESE向,观测期间最大波高出现在201409号"威马逊"台风期间,Hmax最大值为8.23 m,对应... 详细信息

通过对广西北海近岸测站1 a实测波浪资料,分析该海域的波浪特征,得出:海域不分方向H_(1/10)年平均值为0.6 m,常浪向为WSW向,出现的频率为15.48%,强浪向为ESE向,观测期间最大波高出现在201409号"威马逊"台风期间,Hmax最大值为8.23 m,对应H_(1/10)值为6.26 m;波高与周期的联合分布基本呈类似斜三角形分布.运用最小二乘法进行回归分析,建立了该海域各特征波高与平均波高的相关关系.

关键词：海浪波浪波高周期分布频率广西

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饱和土固结系数求解方法的研究与应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第9期 159-164页

作者：李治朋王广禄隋海琛天津水运工程勘察设计院有限公司·天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456 交通运输部天津水运工程科学研究所·港口水工建筑技术国家工程实验室天津300456

介绍了基于固结试验求解饱和土固结系数的三种方法,即理论计算法、基于时间平方根法的编程图解法和基于时间对数法的编程图解法。通过试验结果说明了三种方法的特点及其适用性,理论计算法能够直接计算每一级压力某时刻的固结系数,无需作... 详细信息

介绍了基于固结试验求解饱和土固结系数的三种方法,即理论计算法、基于时间平方根法的编程图解法和基于时间对数法的编程图解法。通过试验结果说明了三种方法的特点及其适用性,理论计算法能够直接计算每一级压力某时刻的固结系数,无需作图,得出土的固结系数不是定值,随固结时间的增加而减小,随固结压力的增大而增大,各级压力的固结系数在固结稳定时又趋于相等。理论计算法得到的固结系数,固结初期较大,中期与时间平方根法求解的结果接近,后期与时间对数法求解的结果接近。设计编制的程序图解固结系数比手工绘图找出拟合线更快捷准确。时间变形曲线的质量对时间平方根法和对数法影响较大,但对理论计算法没影响,工程应用时,根据实际工况和固结实验结果选取合适的方法,才能准确求解土的固结系数。

关键词：固结实验固结系数时间平方根法时间对数法变形

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浮态下沉管测量塔标定方法研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第3期 68-71页

作者：郝建录刘芝波交通运输部天津水运工程科学研究院天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津300456 天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

针对沉管测量塔二次舾装后,管节处于漂浮状态下测量塔设备标定的难题,研究出一种用于管节处于浮态下对测量塔标定的方法。通过在管节上架设全站仪观测测量塔标定设备的位置,结合管节的横倾角度和纵倾角度,经过坐标系转换,得到标定设备... 详细信息

针对沉管测量塔二次舾装后,管节处于漂浮状态下测量塔设备标定的难题,研究出一种用于管节处于浮态下对测量塔标定的方法。通过在管节上架设全站仪观测测量塔标定设备的位置,结合管节的横倾角度和纵倾角度,经过坐标系转换,得到标定设备在水平状态下管节坐标系的坐标。鉴于管节处于漂浮状态,采用本方法进行不同时段多个测站对测量塔设备标定,得到多组标定结果,剔除无效数据,取其有效值的均值作为最终标定结果。在国内某过江隧道项目中取得了良好效果,验证了该测量方法的可行性和正确性。

关键词：漂态沉管隧道测量塔标定测量