一种提高深远海全深度声速剖面重构精度的方法          下载免费PDF全文

黄辰虎  刘玉红  李明辉  贾俊涛  葛忠孝  欧阳永忠 《海洋测绘》2021,41(2):17-23

开展多波束水深测量应同步进行声速剖面探测。因海上作业条件恶劣、作业时间受限及设备性能局限等影响,在深远海海域常获取不到全深度的实测声速剖面。尽管利用温盐场模型可将声速剖面直接延拓至实地水深的最大深度,但这种气候态平均声速剖面与实际的声速剖面间存在不可控的系统性偏差,会给声速改正及水深测量成果带来质量隐患。给出了一种提高深远海全深度声速剖面重构精度的方法,即利用有效探测深度附近的实测温度盐度值,对大于有效探测深度的各水层的模型温度盐度值施加程度不一的约束控制。结果表明,经优化后全深度声速剖面的重构精度得到明显提高,其中2个XCTD站点声速剖面的互差SSPD分别由-2.5～1.0 m/s优化为0.0～1.0 m/s、0.0～2.6 m/s优化为-1.5～0.0 m/s; 2个CTD站点声速剖面的互差SSPD分别由-0.5～1.7 m/s优化为-0.4～0.3 m/s、-2.15～0.8 m/s优化为-1.4～0.8 m/s。  相似文献   

联合XBT和WOA13模型盐度信息的深水走航声速准确确定     

黄辰虎  陆秀平  王克平  申家双  张博  翟国君 《海洋通报》2016,35(5):554-561

在走航式海洋调查测量中通过投放XBT仪器来获取海水声速剖面,存在由于缺乏实测盐度信息导致的缺陷,其对深水海域的海水声速测量影响尤甚,并进一步影响到海洋水深测量精度。对国际WOA13模型进行了解析及适用性评估,提出了联合XBT和WOA13模型中盐度信息的深水走航声速准确确定方法。实例结果表明,该模型可有效弥补XBT无实测盐度支持及自身探测深度不足的固有缺陷。多个声剖站的全深度声速推算值与实测值间的互差仅有-0.2~0.35 m/s。  相似文献   

联合WOA2018温盐模型及实测温盐资料重构全深度声速剖面(四):声速剖面应用          下载免费PDF全文

黄辰虎  吴自银  姜华伟  唐少华  葛忠孝  王许 《海洋测绘》2020,40(5):9-14

在深远海海域开展多波束水深测量时,受海上苛刻作业条件等多种影响,获取全深度声速剖面往往比较困难。首先联合WOA2018温盐模型和多个站位CTD、XCTD实测温盐剖面资料开展了全深度声速剖面重构,进而使用三组来源不同的全深度声速剖面开展了多波束测深声速改正对比分析。从试验结果看,这几组声速剖面对多波束测深精度的影响基本一致。特别是当假定CTD站位采用XCTD设备并由此推算深度大于1099m的温盐及声速剖面时,多波束测深的声速改正结果也能满足海底地形成果的质量要求。  相似文献   

联合WOA2018温盐模型及实测温盐资料重构 全深度声速剖面(三):声速剖面处理          下载免费PDF全文

黄辰虎  郑勇玲  李守军  单瑞  申家双  陆秀平  黄贤源 《海洋测绘》2020,40(3):10-14

声速剖面是否准确和完整对多波束测深具有重要意义。无论是在作业现场还是在数据后处理阶段进行声速改正均要求首先应对声速剖面进行完善的处理,以确保声速剖面的内符合精度。结合相关涉海部门使用的声速采集设备类型多样化的现实,针对声速剖面处理中存在的多样化格式数据的读取、多个温盐或声速剖面间的比测评估、深度不完整剖面的重构、实测值探测深度处温盐模型值的约束、多样化声速成果数据格式的生成等开展了研究,并开发了相应的软件模块。  相似文献   

联合WOA2018温盐模型及实测温盐资料重构全深度声速剖面(一):需求论证及技术方案          下载免费PDF全文

黄辰虎  张卫东  张乾隆  王川  申家双  陆秀平  黄贤源 《海洋测绘》2020,40(1):24-29

海洋环境中温盐度剖面在时间和空间上复杂多变,造成海水中声波传播的速度剖面也具有同样特点。对海洋测绘领域中获取全深度声速剖面的技术难点、制约精度因素和影响结果进行了分析,设计了利用历史温盐信息并结合不同类型设备观测的温盐资料重构全深度声速剖面的技术方案,提出了对工作深度临界点处的温盐模型值应施加约束和控制,以提高声速预测值的精度。  相似文献   

CNSVPGets软件获取声速剖面精度分析          下载免费PDF全文

任宪伟  杜强  欧阳永忠  王玉峰  周青 《海洋测绘》2015,(6):73-77

提出最大差、中误差和全程平均差作为声速剖面曲线比较的精度指标。使用CNSVPGets软件对218条实测声速剖面曲线与软件获取剖面曲线进行对比计算,统计了比对曲线的最大水深、最大差、中误差、全程平均差;全部对比曲线的平均水深为1231.36m,平均最大差为6.74m/s,平均中误差为2.68m/s,全程平均差为1.72m/s。全程平均差小于5m/s的对比剖面对占95.4%,由此推论软件获取声速剖面的全程平均差极限误差为5m/s,中误差为2.5m/s;用软件获取声速剖面取代实测剖面用于水深测量计算,对测深精度的影响比海道测量规定的深度测量极限误差低1个数量级,因此可以使用软件获取声速剖面用于海道测量的深度测量声速改正。基于软件获取声速剖面的效率和重要性提出了建立和维护中国的全球声速剖面模型的建议。  相似文献   

西沙海槽海域声速特点分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘方兰  罗伟东  于宗泽  曾瑞坚 《海洋通报》2010,29(6)

通过对西沙海槽海域实测的58个声速剖面进行分析研究,认为区内声速剖面具有典型的三层结构特征-表面层、中间跃变层以及深海恒温层。表面层普遍有声速稳定次层,平均厚度约18.6m,表层声速最大值一般出现在下午3点至4点之间,最小值则出现在早上6点至7点之间。声速极小值出现在跃变层与深海恒温层间的过渡水层,其深度最浅为830.7m,平均深度为1220m,但当水深大于1300m以后,声速与水深成线性相关,声速梯度稳定,平均为每百米1.34m/s。  相似文献   

声速剖面反演预测方法          下载免费PDF全文

胡军  肖业伟  张东波  冷龙龙 《海洋科学进展》2019,37(2)

利用2006—2017年我国南海部分区域(112°～114°E,10°～12°N)的Argo观测数据,对该海区声速剖面进行了仿真分析和研究。在此基础上,利用遗传算法(GA)优化的径向基函数(RBF)神经网络建立反演预测模型(GA-RBF),结合海区表面实测温度和历史数据,研究了该区域2016—2017年的声速剖面实时预测情况,并获得该海区6月和12月的声速剖面平均均方根误差值为0.845 m/s和0.815 m/s;而采用平均声速剖面方法获得该海区6月和12月的声速均方根误差分别是2.393 m/s和2.176 m/s。仿真结果表明:基于GA-RBF网络模型并利用海区表面实测温度的反演预测结果更趋近实测声速剖面,该模型可用于海区垂直声速剖面的实时预测。  相似文献   

基于高分辨率浅剖与钻孔信息对比的金州湾海底声速的统计特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

王方旗  陶常飞  林旭波  董立峰 《海洋学报》2020,42(11):112-122

声波在海底沉积物中的传播速度是一个重要参数，弄清海底沉积物中声速的变化规律具有极其重要的意义。以渤海金州湾海域为例，在进行畸变校正的基础上，基于高分辨率浅地层剖面与钻孔数据的对比分析，实现了全新世沉积层和基岩界面以上沉积层声速的准确反演，并采用统计学方法分析讨论了研究区内的声速特征和变化规律，结果表明，全新世沉积层平均声速的95%置信区间为1 449.60～1 655.72 m/s，平均值为1 560.34 m/s；基岩界面以上沉积层平均声速的95%置信区间为1 657.96～1 970.80 m/s，平均值为1 765.63 m/s；研究区内海底地层的声速与埋藏深度之间呈现明显的正线性相关关系，声速梯度为4.18 s?1。  相似文献   

基于WOA18的西北太平洋第一、二岛链间声速特征分析     

邱燕萍  高思宇  李自强  陈倩 《海洋信息》2023,(2):65-75

本文基于WOA18温盐剖面数据集,利用声速经验公式计算了西北太平洋第一、二岛链间海区的声速剖面,研究了声速特征信息的诊断方法。通过提取声跃层、声道轴等声速特征信息,分别对表面声速、声跃层、声道轴进行分析,统计表面声速、声跃层和声道轴在各个季节的分布情况,得到了研究海区不同声学要素的季节变化特征。结果表明,表面声速主要在1 520～1 540 m/s区间变化,等值线基本与纬线平行,呈现出自低纬向高纬递减的趋势,声速值随季节变化较大;声跃层平均位置在低纬海区和高纬海区的差异较大,大约在100～650 m区域,低纬海区的声跃层受季节变化影响小,高纬海区的声跃层受季节变化影响大;声道轴深度基本在800m以深区域,总体上呈现南北深、中间浅的分布态势且四季变化幅度较小。  相似文献   

海底地形测量成果的质量检核评估(二):深远海海域声速剖面的获取          下载免费PDF全文

黄辰虎  陆秀平  叶安娜  罗深荣  黄贤源  葛忠孝 《海洋测绘》2017,(3):12-16

声速改正是海底地形探测资料处理的关键技术环节之一,而声速剖面的质量则将从源头上影响声速改正的精度。针对当前深远海海域海底地形探测中在何时、何地布放何种声速仪器获取声速剖面性价比更高的技术难题,提出将海底地形和温盐场作为在深度方向和时空间布放声剖站的设计依据,开展了基于WOA13温盐场提高XBT计算声速剖面精度试验。结果表明,基于已有的海底地形和温盐场可提高深远海海域声速剖面站布设的性价比。  相似文献   

基于Argo数据的吕宋海峡东部海域的会聚区特征分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

阮海林  杨燕明  牛富强  文洪涛 《海洋学报》2015,37(7):78-84

利用2010-2013年的Argo浮标观测资料,对吕宋海峡东部海域(19°~23°N,123~127°E)的会聚区特征进行综合分析。研究结果如下:(1)吕宋海峡东部海域4个季节表面的声速从大至小依次为夏季、秋季、春季和冬季,夏季最大为1 543.5m/s,冬季最小为1 533.4m/s;混合层深度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;(2)采用WOA13气候态数据对声速剖面进行深海延拓,获得全海深的声速剖面,分析4个季节的声道特征。声道轴深度和声速较为稳定,声道轴深度在1 000~1 040m之间,声道轴处的声速为1 482m/s,4个季节的平均声道厚度都超过4 500m,利于会聚区形成;(3)研究区较易发生会聚现象,发生会聚现象概率高于50%的占70.6%;会聚现象的发生概率季节变化明显,春季、冬季极易发生声场的会聚现象,夏季最小;(4)运用RAMGeo声场模型对研究区4个季节的声传播损失进行仿真,分析会聚区的季节变化特征。当声源深度100m,接收深度10m时,第一会聚区,离声源的距离在61~64km左右,夏季离声源最近,春、冬季较远;会聚区宽度上,夏季最宽为10km,春季最窄为4.6km;会聚区增益分布特点与会聚区宽度刚好相反,春季最大为14.6dB,夏季最小为8.5dB。  相似文献   

多波束测深声速剖面数据使用中的若干问题          下载免费PDF全文

邓志军  黄辰虎  陆秀平  秦清亮  刘敏  黄贤源 《海洋测绘》2015,(5):43-46

在对多波束测深声速剖面资料检查时发现,部分单位将海水压强简单地近似为海水深度,导致海水表层及浅水处的声速实际值受影响较大。分析了多波束测深声速剖面资料存在的若干问题,引入国际上由海水压强向深度转换的新实用模型,对存在的问题进行了纠正,基于实测声速剖面资料进行了试验性验证,提出了使用多波束测深声速剖面时需要注意的几个问题。  相似文献   

声速剖面EOF重构的实测数据采样深度研究     

王子蘅  王振杰  聂志喜  张远帆 《海洋科学》2021,45(6):126-134

经验正交函数（experiential orthogonal functions,EOF）是重构声速剖面（sound speed profile,SSP）的一种有效方法,利用部分实测数据结合历史剖面资料可以重构当前位置的声速剖面。针对实测数据的采样深度难以确定这一问题,本文介绍了一种基于历史声速剖面资料的实测数据采样深度选取方法,根据EOF空间函数的方差贡献率确定数据量,进而采用EOF算法重构全海深声速剖面。实验结果表明：采用该方法得到的数据重构的声速剖面与实测声速剖面具有较好的一致性,基于常梯度声线跟踪法得到的水深数据能够满足0.25%倍水深限差,有效波束比达到了100%,为实际测量作业中声剖数据的采样深度提供了参考。  相似文献   

声速剖面EOF表示的第一模态解析     

孙文舟  殷晓冬  暴景阳  李树军 《海洋测绘》2019,39(3):31-35

为实现对声速剖面EOF表示后第一模态时间系数和空间函数变化规律的解析,提出了一种简化的声速剖面变化模型,即"拐点"深度值和声速值的变化;声速梯度的变化和表层海水温度周期性变化所引起的海水声速变化,通过将4种因素所引起的第一模态空间函数的变化规律与实际声速剖面簇第一模态空间函数的变化规律对比,分析引起实测声速剖面变化的主要因素,最后,分别用深海和浅海实测声速剖面数据对其进行验证。  相似文献   

声速剖面测量     

李胜全 《海洋测绘》2001,(4)

海水中声的传播速度随时间、地点的不同而变化,一般为1430-1550m/s。获取海水中声速垂直和水平分布数据,可用于回声测深仪、声纳等设备对海底与水中目标的准确探测。声速剖面是描述随深度增加的声传播  相似文献   

东太平洋秘鲁海盆海域夏季声速特点分析     

于宗泽  庞云天  崔哲 《海洋信息》2017,(2)

通过对海洋六号船于2016年12月在东太平洋秘鲁海盆海域获取的10个全深度声速剖面进行分析研究,获取该海域的声速特征,最终认为区内声速剖面具有典型的三层结构特征—表面层、中间跃变层以及深海恒温层。参考Argo数据给出的3类剖面的平均声速结构,分析该海域的声速剖面属于热带型、亚热带南部型混合型。表面层平均厚度约50 m,50~800 m为跃变层,当水深大于800 m以后,声速与水深成线性相关,声速梯度稳定。通过与气象温度数据相对比,表层声速变化与温度成正比,符合表层声速受温度影响大的特点。  相似文献   

三种常用声速算法的比较   总被引：3，自引：0，他引：3  

陈红霞  吕连港  华锋  范斌  刘娜  房俊伟 《海洋科学进展》2005,23(3):359-362

在近几年的西太平洋调查中使用了SV Plus声速测量仪,共获取了46个站点的声速剖面,并基于同步观测的CTD数据,利用3种常用的声速算法计算了这些站点的声速剖面。所有这些站点的测深度均超过1500m,而且调查时间为3个不同的季节。CTD数据计算得到的声速剖面与声速测量仪器观测的声速剖面的比较表明,在三种算法中,Chen和Millero算法在积分平均意义上是最好的。当定点比较时,在水深大于800m或者小于200m的范围内,Wilson算法较好;在其他水深范围内,Chen和Millero的算法的计算结果和实际测量结果较为一致。  相似文献   

基于分层EOF的深海声速剖面时变特征建模          下载免费PDF全文

张林虎  刘杨  刘焱雄  陈冠旭  李梦昊 《海岸工程》2022,41(3):209-222

针对目前局部海域小时间尺度声速场建模方法未顾及不同深度区间内声速变化规律的问题,本文根据实测深海声速剖面的统计特征,提出了声速剖面分层方法,并进一步基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）提出了局部小时间尺度的声速剖面分层时变模型构建方法。利用南海实测全海深声速剖面数据,分析了分层EOF第一模态系数和等效平均声速的日变化特征,并比较了不同拟合模型的精度。最后,利用试验海区的温度和潮汐数据分析了声速剖面周期变化的影响因素。结果表明： ①声速剖面分层EOF第一模态系数及等效平均声速具有日周期变化特征,上层声速日周期变化特征不明显,中层声速日周期变化特征较明显,下层声速变化较小但仍具有日周期变化特征;②局部海域小时间尺度声速拟合应考虑长期变化项的影响;③试验海区声速剖面EOF第一模态系数变化与温度显著相关,提取的声速剖面时变特征与海区潮汐周期特征基本吻合。  相似文献   

EOF重构声速剖面对深水多波束的声速改正分析     

张孝首  周兴华  唐秋华  王盼龙  丁继胜  王永康 《海岸工程》2020,39(1):34-43

声速误差是多波束水深地形测量主要误差源之一,通常采用现场声速剖面测量的方式加以改正,但在深远海多波束水深地形测量时,现场获取全深度的声速剖面并非易事。针对这一问题,利用东南印度洋海洋调查工作中采集到的17个站位的CTD数据,将所有站位声速剖面拓展到全深度,采用经验正交函数分析法(Empirical Orthogonal Functions,EOF)构建调查区声速剖面场,可获得声速剖面场内任意一点的声速值。然后通过EOF重构声速剖面场获得的声速值对测区内多波束水深地形数据进行改正,并与实测声速剖面对多波束水深地形数据的改正结果进行对比,结果表明,5000 m水深范围内2种声速改正结果相差很小,EOF重构法对深水多波束的声速改正满足水深测量的要求。  相似文献