海洋测绘读书报告

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1、目录：前言：1论文概要：1研究背景和意义：1研究现状：2主要内容：2一2二3三7四9五11六12前言：读书报告主要的阅读书目是西安电子科技大学的硕士学位论文《水下GPS定位技术》作者李睿，指导老师刘乃安。论文概要：在研究水下定位技术、GPS定位技术以及无线传感器网络的基础上，将GPS定位技术引入水下定位系统，提出了基于无线传感器网络(WSN)的水下GPS定位技术研究，并对节点自定位算法进行研究提出了自己的算法，最后作者对WSN目标跟踪机制进行了阐述。研究背景和意义：充分地利用和开发海洋资源需要获取大范围、高精度的海洋环境数据，需要进行海底勘探、取样

2、、水下施工等；海洋观测、海洋水声研究、海底资源勘探开发、海洋生物资源开发、海洋能源利用、海洋交通、海洋结构研究、海水利用、海洋空间利用，以及深港技术等现代海洋高技术，构成了海洋技术应用的主要领域。12©吉林大学　地球探测科学与技术学院　海洋定位是海洋测绘和海洋工程的基础。海洋定位主要包括光学定位、天文定位、陆基无线电定位（即卫星定位）和水声定位等手段。在现代海洋高技术的不断引入和支持下，海洋定位技术在海底环境探测、海洋工程建设、海洋资源开发、海洋科学发展以及国家海洋权益的维护等多方面都将发挥极其重要的作用。论文就是在这样的研究背景和意义下，将GPS

3、定位技术引入水下定位系统，引入WSN技术对浮标网络水下GPS长基线定位模型进行了改进，并对节点自定位算法进行了研究，提出了自己的算法。研究现状：水声定位技术是目前水下定位的主流。现有的水声定位系统，跟据测量基线的长度分类，包括超短基线（USBL）、短基线（SBL）和长基线（LBL）方式；根据目标性质分类，包括针对合作目标的主动方式和针对非合作目标的被动方式。其中，主动方式比被动方式定位精度要高，处理算法简单，需传输和处理的信息量小。实际应用表明，目前的水声定位设备普遍的存在着诸如布设、校准和维护困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，定位精度不理想，作

4、用范围有限，系统标定困难，无法满足特殊工程应用等问题。随着GPS技术、无线传感器网络技术的广泛应用，突破传统水下定位技术的局限成为了可能。GPS定位技术是实施快速精确定位的最佳方法。主要内容：一作者首先仔细分析了水下定位技术的发展现状，研究GPS全球定位系统的构成和特点。对GPS定位系统的定位原理与定位误差进行探讨与分析。水下声学手段，具体实现原理是测量沿不同路径传播的声脉冲时延或相差，通过相应定位算法进行定位。传统的水下声学定位系统根据其声信标或应答器几何配置的不同以及定位解算模型的不同，可分为长基线（LongBaseline-LBL）定位、短基

5、线（ShortBaseline-SLB）定位、超短基线（UltraShortBaseline-USLB）定位等。传统的声学定位存在许多问题，诸如维护困难，精度差，范围有限等，难以充分满足现代海洋高技术发展的要求。水下GPS定位系统应运而生，它是高效经济、布网灵活、作用范围广、无需水下标定、能同时执行多个水下目标的跟踪定位任务的水下定位系统。12©吉林大学　地球探测科学与技术学院　二水下GPS定位系统的功能实现依赖于GPS系统的应用，由此作者对GPS系统作出了介绍。GPS系统即“授时与测距导航/全球定位系统”是美国第二代卫星导航定位系统，该系统具有全

6、球地面连续覆盖、功能多、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强等以往系统不可比拟的优点。GPS整个系统分为卫星星座、地面控制与监控站、用户设备3个部分1)卫星星座：整个GPS系统包括，其中有21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星12©吉林大学　地球探测科学与技术学院　2)地面控制部分包括监测站、主控站（1个）和注入站（3个）3)用户设备通常称为GPS接受机，主要由接收机硬件、数据处理软件以及微处理机及其终端组成.12©吉林大学　地球探测科学与技术学院　GPS定位原理对于GPS接收机而言，根据其运动状态可将GPS定位分为静态定位与动态定位。1)绝对

7、定位原理GPS绝对定位又称为单点定位，是以地球质心为参考点，确定接收机天线在WGS－84坐标系中的绝对位置。其基本原理是：以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机天线所对应的位置。GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息，用户用GPS接收机在某一时刻同时接受三颗以上的GPS卫星信号，测量出接收机天线中心P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交汇法算出测站点P的位置。2)相对定位原理12©吉林大学　地球探测科学与技术学院　用两台或多台接收机分

8、别放置在不同点上，其位置静止不动，通过一段时间的观测确定点间的相对位置关系，称为相对定位。GPS相对定位，是目前GPS测量