近岸浅水随波扫描探测方法研究

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1、硕士学位论文近岸浅水随波扫描探测方法研究作者姓名林冰娜学科专业通信与信息系统指导教师韦岗教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月StudyonABathymetricSurveyMethodforNear-shoreShallowWaterwithWaveMotionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinBingnaSupervisor：Prof.WeiGangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou

2、,China分类号：TB559学校代号：10561学号：201520108997华南理工大学硕士学位论文近岸浅水随波扫描探测方法研究作者姓名：林冰娜指导教师姓名、职称：韦岗教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：现代通信理论与技术论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：丁泉龙教授委员：韦岗、曹燕、王一歌摘要浅水探测包括对水深的探测、水底类型的探测以及水中障碍物等物体的探测。浅水探测具有多方面的重要应用，它在军

3、事和民用领域均有着很大的应用需求和价值。随着国家战略规划的发布，近岸浅水探测的需求大量增加。为服务粤港澳大湾区、珠三角世界级港口群以及“蓝色海湾”、“智慧海洋”等战略规划，本文针对近岸浅水探测的特点，研究一种随波扫描探测方法。同时，基于该方法研制了一种适用于浅水探测的低成本、高效率水下超声探测系统，对浅水探测领域具有一定工程应用意义。本文主要工作和创新点如下：1．分析波浪对浅水探测的影响，利用水面波浪作用及浅水回波时间短的特点，研究一种浅水随波扫描探测方法。通过姿态监测和坐标系统转换进行测深点校正，提高了探测精度，增大了探测

4、范围，实现随波扫描的探测方法。同时，分析了姿态监测中姿态角的误差对深度测量精度的影响，给出了最大概率中误差在姿态角变化下的分布规律和变化趋势，并基于该结果设计一种辅助控制系统测深精度的方法。2．结合随波扫描探测方法参与研制了一套适用于浅水探测的便捷型、高效率水下探测系统。系统采用前端探测端和后台处理端分离的设计，实现移动探测和远程探测。根据测深点校正原理设计实现了后台处理端，实现系统随波扫描探测的功能。3．采用设计的系统进行了浅水水深探测实验。设计随波扫描探测实验，分析测深点的偏移和水深值的误差，验证了随波扫描探测方法的可行

5、性和准确性，同时亦验证了系统工作的正确性和可靠性。进行湖泊水深探测实验，验证系统在实际工程作业中的可行性，探究可能存在的问题。关键词：浅水超声探测；随波扫描；波浪作用；测深点校正IABSTRACTShallowwaterdetectionisaveryimportantfieldintheapplicationofhydrology.Shallowwaterdetectionincludesdetectionofwaterdepth,underwatertypes,andobstaclesinwater.Shallowwat

6、erdetectionhasmanyimportantapplications,andithasgreatapplicationneedsandvalueinmilitaryandcivilianfields.Withthereleaseofthenationalstrategicplan,thedemandfornear-shoreshallowwaterdetectionhasgreatlyincreased.InordertoservetheHongKong-MacaoBayArea,PearlRiverDeltaWo

7、rld-classportgroupsandstrategicplanssuchas“BlueBay”and“SmartOcean”,basedontheeffectsofwavesonunderwaterdetection,thispaperfocusesonthecharacteristicsofnear-shoreshallowwaterdetectionandstudiesashallowwaterscanningmethod.Atthesametime,basedonthismethod,ahigh-efficie

8、ncyunderwaterdetectionsystemsuitableforshallowwaterdetectionisdeveloped,whichhascertainengineeringsignificanceforimprovingefficiencyandaccuracyof