Underwater Navigation Based on Real-Time Simultaneous Sound Speed Profile Correction   总被引：1，自引：0，他引：1  

Kai Zhang  Yong Li  Jianhu Zhao  Chris Rizos 《Marine Geodesy》2016,39(1):98-111

Precise sound speed profile (SSP) information is critical when using sonar for underwater terrain navigation. Nevertheless, acquiring SSP information in real-time is difficult, especially in underwater navigation environment. To account for this problem, this paper presents an underwater navigation method that applies real-time SSP correction to the terrain measurements. The method uses a probe to measure the surface sound speed simultaneously. Meanwhile, redundancy of topographic measurement data is exploited to derive the equivalent SSP information. The acquired equivalent SSP is updated continuously with particle filter algorithm. The terrain measurements can be corrected in real-time with the equivalent SSP to improve the performance of underwater terrain navigation. By removing the impact of inaccurate SSP from the terrain measurements, the proposed method can achieve precise and robust underwater navigation result without using an underway-profiling instrument. Simulated results confirm the good performance of the proposed method.  相似文献   

Land-surface segmentation as a method to create strata for spatial sampling and its potential for digital soil mapping     

L. Drăguţ  A. Dornik 《International journal of geographical information science》2016,30(7):1359-1376

Sampling efforts are constrained by limited availability of resources. Therefore, methods to reduce the number of samples, while still achieving reasonable accuracy are needed. Land-surface segmentation (LSS) has proven a powerful technique to partition digital elevation models (DEMs) and their derivatives into relatively homogeneous areas, which can be further employed as support in soil sampling. Though topography is one of the main soil forming factors, a robust assessment of the potential of this technique to digital soil mapping (DSM) is still missing. In this study, we aimed at evaluating the potential of LSS in stratifying a landscape into relatively homogeneous areas, which can be used as strata for guiding the selection of sampling points in DSM. The experiments were carried out in two study areas where soil samples were available. Land-surface derivatives were derived from DEMs and segmented with a tool based on the multiresolution segmentation algorithm, into objects considered as homogeneous soil-landscape divisions. Thus, one sample was randomly selected within each segment from the existing sample data, based on which predictions of soil classes/sub-orders and properties, i.e. soil texture and A-horizon thickness, were made. Results were compared with predictions based on simple random sampling (SRS) and conditioned Latin hypercube (cLHS). The segmentation-based sampling (SBS) scheme performed better than SRS and cLHS schemes in predicting the A-horizon thickness, soil texture fractions and soil classes, showing a high potential of LSS in stratifying a landscape for the purposes of DSM. The novelty of this study is in the way strata are constructed, rather than in the sampling design itself. Further research is needed to demonstrate the value of a SBS design for practical use. The analyses presented here further highlight the importance of considering locally adaptive techniques in optimization of sampling schemes and predictions of soil properties.  相似文献   

An Analytical Solution for Dynamic Response of the Plate with Different Impedances Subjected to Underwater Explosion     

陈莹玉  姚熊亮  肖巍 《海洋工程》2016,(3):329-342

In this paper, the transmitted part of the incident wave is considered to revise Taylor’s solution, which is used to extend its application for analytical models to predict the response of the plate with different material properties. The influence of the material properties and the boundary condition of the plate on fluid and structural dynamics is systematically investigated. The analytical results are compared with those of detailed dynamic FE simulations and the two are in good agreement. The results indicate that the analytical method is valid and suitable for the plates with different material properties subjected to underwater explosion. It is found that Taylor’s results of the plate with small impedance are invalid, which indicates a potential application field for the analytical method.  相似文献   

脐带缆在潜器下放过程中的运动建模与仿真   总被引：1，自引：0，他引：1  

李霄霄  马宁  刘晗  顾解忡 《海洋工程》2016,34(2):47-55

潜器在下放布置过程中需要考虑变长度的脐带缆对其运动的影响,在考虑流的情况下,对脐带缆的有限差分模型进行了改进,并采用最小二乘方法求解由时间和空间上的中心差分格式离散后的非线性方程组。为了验证模型改进的有效性,将潜器在均匀定常流中水平匀速直航时的数值解与该特殊情况下的解析解进行比较,两组解的吻合不仅证实了模型改进的有效性,而且表明上述数值计算方法是可靠且有效的。在潜器下放布置运动给定的情况下,脐带缆的运动仿真结果表明,潜器姿态角的调整会对拖曳点处的缆绳张力大小和变化趋势产生显著的影响,流在改变缆绳空间形状的同时引起了缆绳对潜器作用力和力矩的非线性和时变性,脐带缆总是阻止潜器自身动力对运动速度和姿态角的改变,且对纵荡运动的影响最大。  相似文献   

AS350B3型直升机在中高山航空物探测量中的优势     

李健  郭亮  肖刚毅  刘志强  徐明  金久强  王志博  邓茂盛  李冰 《物探与化探》2018,(1):192-198

中高山地区作业的航空地球物理勘探飞行器需要有高原适航性。通过对比空中国王350ER在起降条件、最大升限、最大续航能力及高原机动能力等特点,提出了在中高山地区的低高度、大比例尺的航空地球物理勘探飞行器的选型原则及飞行方法。通过甘肃某测区的实际测量飞行验证了该原则和方法的可行性。分析结果显示,AS350B3型直升机在中高山地区作业时表现出的实际飞行性能满足在该类型区域低高度、大比例尺的航空地球物理勘探的要求。  相似文献   

漂浮式水上钻探平台的设计与应用          下载免费PDF全文

宋宝杰  栾东平  范晓军  翟育峰 《探矿工程》2021,48(6):74-79

根据贵州省清水江三板溪水电站低温水治理隔水幕墙试验工程中水下钻孔的施工工艺和要求,设计了漂浮式水上钻探平台。平台主要由甲板、定位系统、吊装系统、钻探施工系统组成。甲板作为水上载体,主要是用来提供浮力及工作台面;定位系统用来完成平台在水中的移动及固定;吊装系统主要功能是在悬臂吊旋转半径内完成平台上相关物资、大型工器具等的起吊移动;钻探施工系统即实施钻探工作,完成水下钻孔。通过现场实际应用,该平台设计合理,相关配套符合要求,完全能够满足项目所需水下钻孔的钻探工作。平台的成功应用,为以后类似项目在作业平台及钻探施工设备的选用配套上提供了借鉴。  相似文献   

北京“623”大暴雨的强降水超级单体特征和成因研究     

张文龙  崔晓鹏  黄荣  黎慧琦 《大气科学》2019,43(5):1171-1190

本文利用雷达、加密地面自动站等高时空分辨率的观测资料,结合NCEP 1°×1°再分析资料、常规观测等资料,对2011年6月23日发生在北京城区的极端强降水事件开展了细致的观测和诊断分析。结果表明,这次极端强降水事件,主要是由向东南移动的东北—西南走向的飑线右端的强降水超级单体（High Precipitation Supercell,简称HPS）造成的,这是目前已有文献记载的中国发生纬度最高的HPS。HPS在移动方向的右后侧和右前侧均有明显的“V”型入流,这不同于已有HPS模型,表明中、低层干冷空气和低层暖湿气流特征显著。在环境条件方面,存在对流层低层逆温层,其能量存储盖作用使得雷暴具有爆发性增强的潜势,但该逆温层是在08:00～14:00（北京时,下同）的6小时内形成的,对业务预报极具挑战性。相对其他大气层结热动力参数, 风暴相对螺旋度和粗理查逊数在14:00较08:00显著增大,对HPS的发生具有一定指示作用。高空偏西风急流和低层偏东风活动显著,使得北京地区的水平风垂直切变增强,形成上干下湿的对流不稳定以及次级环流圈。高空急流造成强烈的相当位温差动平流,促进对流不稳定度发展加强。结合复杂地形作用,在北京西部100 m地形高度线附近形成显著的平原暖湿空气与山地干冷空气的干湿分界线以及风场辐合线。水汽供应主要源自低层偏东风和本地水汽积累。当飑线从西北方向侵入北京并向东南方向移动时,在北部山区,由于条件不足,雷暴没有显著发展加强;然而,在西部山区,在湖面、城市热岛、低层偏东风、冷池出流共同作用下,加之其他有利的环境条件,飑线右端雷暴强烈发展加强,特别是当经过100 m地形高度线附近时发展成为HPS,进而造成石景山区模式口站的大暴雨中心。  相似文献   

定量研究雅安地形坡向坡度对降水分布的影响     

周学云  高文良  吴亚平  钱正迪  邱双 《气象科学》2019,39(3):322-335

利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。  相似文献   

延庆-张家口地区复杂地形冬季山谷风特征分析   总被引：8，自引：4，他引：4  

贾春晖  窦晶晶  苗世光  王迎春 《气象学报》2019,77(3):475-488

基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带（包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部分平原地区）复杂地形的风场精细化时、空分布特征,揭示不同复杂地形下局地风场的时、空变化规律,加深对复杂地形动力、热力作用对近地面风场影响的认识,为冬季山区风场预报以及复杂地形数值模式改进提供参考。结果表明:晴朗小风天风持续性作为矢量平均风速和标量平均风速的比值,可以作为研究风场变化规律的重要参数。根据风持续性的日变化特征,可以将研究区域内所有站点分为10种类型,分别代表不同局地地形特征的影响,风持续与风向变化的相关也很强。研究区域主要有3种类型的地形风:斜坡风、峡谷风以及较大尺度的山区平原风。不同地形特征下的风场、风持续性存在明显不同的日变化特征,山风和谷风相互转化的时间也不同,山区最早,盆地次之,平原区最晚;山风时段持续时间较谷风时段长,风速小;晴朗小风天实测风反映了实际风场的特征,而排除环境背景风场,弱化地形动力作用后整个冬季的局地风作为理论山谷风,更能反映热力作用下的山谷风特征。   相似文献   

四川地形扰动对降水分布影响          下载免费PDF全文

王成鑫  高守亭  冉令坤  陈悦丽 《应用气象学报》2019,30(5):586-597

引入一维加权平均的谱分析方法定量研究四川地形强迫对该区域降水分布的影响。结果表明:纬向地形和冬季降水谱峰锁相于同一波长（475.8 km）,呈共振关系,地形与其他季节降水呈漂移关系,这与经向和纬向上环流变动有关,即冬季纬向环流占主导,纬向地形触发的大气波动对冬季降水策动作用大;夏季降水是各种不同尺度系统相互作用的结果,地形是重要因素之一。经向和纬向地形特征尺度分别为296.8 km和475.8 km,反映了地形强迫的中尺度特征,且纬向地形谱峰比经向大1个数量级,纬向强迫更明显。夏季降水谱峰比冬季大2个数量级,降水系统纬向特征尺度比冬季小约150 km,说明夏季在纬向地形强迫下,降水系统尺度减小的同时其强度大大增加,这在一定程度上可以解释中尺度对流性降水在夏季偏多。四川夏季最大降水位于雅安地区,其地形扰动比四川整体扰动更明显,故产生的降水也更大。夏季降水和经向地形锁相于同一波长（37.1 km）,经向地形对雅安夏季强降水起关键作用。  相似文献