珠江口外走航犃犇犆犘資料的系統(tǒng)誤差訂正與質(zhì)量控制

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1、第３２卷第３期海洋學(xué)報Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．３２０１０年５月ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｙ２０１０珠江口外走航犃犇犆犘資料的系統(tǒng)誤差訂正與質(zhì)量控制夏華永１，廖世智１（１．國家海洋局南海分局南海工程勘察中心，廣東廣州５１０３００）摘要：在對珠江口外２００６年冬季航次走航ＡＤＣＰ觀測資料處理中發(fā)現(xiàn)用Ｊｏｙｃｅ的方法不能有效地訂正系統(tǒng)誤差，其原因在于訂正角與航速、船艏向相關(guān)。給出了一個訂正角為船艏向余弦的擬合函數(shù)，得出良好的訂正結(jié)果。分析了ＶｍＤａｓ軟件處理流速結(jié)果的精度，給出了系統(tǒng)誤差識別的方法。發(fā)現(xiàn)觀測資料中

2、一些不能為ＶｍＤａｓ軟件識別的錯誤數(shù)據(jù)，分析了海況對觀測資料的影響，提出了觀測資料質(zhì)量控制與誤差訂正的一套程序。關(guān)鍵詞：走航ＡＤＣＰ；ＤＧＰＳ；系統(tǒng)誤差訂正；質(zhì)量控制；珠江口外中圖分類號：Ｐ７１４＋．１文獻標志碼：Ａ文章編號：０２５３４１９３（２０１０）０３０００１０７Ｊｏｙｃｅ的系統(tǒng)誤差訂正參數(shù)計算方法不能給出正確１引言的訂正角。ＶｍＤａｓ軟件或ＷｉｎＲｉｖｅｒ軟件是處理走走航ＡＤＣＰ（ａｃｏｕｓｔｉｃｄｏｐｐｌｅｒｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｆｉｌｅｒ）航ＡＤＣＰ資料的專用工具，但本文發(fā)現(xiàn)資料中一種使快捷而大范圍的流速測量

3、成為了現(xiàn)實，但資料錯誤的定位信號與底跟蹤信號并不能為軟件識別，的可信度分析與系統(tǒng)誤差訂正是一個重要的環(huán)從而給出錯誤的流速結(jié)果。根據(jù)資料中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量節(jié)，未經(jīng)系統(tǒng)誤差訂正的資料可能存在顯著的誤情況，本文設(shè)計了一套控制資料質(zhì)量的程序，在差，使資料的價值下降。系統(tǒng)誤差一方面為速度Ｊｏｙｃｅ方法的基礎(chǔ)上，完善了系統(tǒng)誤差訂正參數(shù)的測量的誤差，另一方面為速度方向的誤差。計算方法，并最終完成了資料的質(zhì)量控制與系統(tǒng)誤［１］Ｊｏｙｃｅ已給出了系統(tǒng)誤差的訂正方法，目前在走差訂正。［２－３］航ＡＤＣＰ資料處理中得到廣泛應(yīng)用。Ｊｏｙｃｅ的２系統(tǒng)誤差的

4、訂正方法方法中訂正角為常數(shù)，能有效的消除ＡＤＣＰ換能器的安裝偏角引入的誤差以及羅經(jīng)的初始設(shè)置誤測量結(jié)果是相對于所用的坐標系而言的，在走差（這兩者為固定值），但陀螺羅經(jīng)有可能存在所航ＡＤＣＰ測量系統(tǒng)及資料處理過程中存在著３個謂的速度誤差，該誤差與船速、船艏向及緯度相坐標系，即測量坐標系、船體坐標系與地理坐標［４］［５］關(guān)，并且是可以定量計算的。這就是說在陀螺系。走航ＡＤＣＰ四個換能器即代表４個方向，它羅經(jīng)存在著顯著速度誤差的情況下，將訂正角取們構(gòu)成一個測量坐標系，但需要把測量坐標系中的為常數(shù)同樣可引入較大的誤差。結(jié)果轉(zhuǎn)換到地理

5、坐標系中。測量坐標系隨船體運本文處理了珠江口外２００６年冬季航次走航動，為了便于清楚說明從測量坐標系到地理坐標系ＡＤＣＰ資料，分析了資料的系統(tǒng)誤差特征、資料中存之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，引入所謂的船體坐標系。測量坐在的一些質(zhì)量問題及海況對測量精度的影響。本文標系、船體坐標系與地理坐標系的關(guān)系如圖１所示。發(fā)現(xiàn)冬季航次中訂正角與航速、船艏向相關(guān)，用坐標狓′犗′狔′為ＡＤＣＰ測量坐標；坐標狓犗′狔為船體收稿日期：２００８０８２６；修訂日期：２００９１０１９。基金項目：中國近海海洋綜合調(diào)查與評價“９０８”專項（９０８－０１－ＳＴ０７）

6、。作者簡介：夏華永（１９６７—），男，湖南省沅江市人，研究員，博士，主要從事海洋水文研究。Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｈｕａｙｏｎｇ２００１＠２１ｃｎ．ｃｏｍ２海洋學(xué)報３２卷坐標（船體中軸線為縱坐標軸），船體坐標（船體）的測量也存在誤差。以犝，犞表示走航ｗｓ，ＡＤＣＰｗｓ，ＡＤＣＰ運動速度為犝ｓ和犞ｓ（分別表示船速的東分量與北ＡＤＣＰ測量系統(tǒng)輸出的水流相對于船體運動的速分量）。坐標犈犗犖為地理坐標。坐標狓′犗′狔′與度東分量與北分量，考慮旋轉(zhuǎn)角度的誤差α與速度狓犗′狔坐標之間的角度λ即為ＡＤＣＰ安裝角（一般為比尺因子β（實際速率與測

7、量速率的比例），那么流［１］４５°或０°）。坐標狓犗′狔與坐標犈犗犖之間的角度γ速可表示為即為船艏向，由羅經(jīng)測出。測量坐標系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)到地犝ｗ犝ｓｃｏｓα－ｓｉｎα犝ｗｓ，ＡＤＣＰ理坐標系的角度為。對于走航ＡＤＣＰ的觀（）＝（）＋β（α）（）．（２）＝λ＋γ犞ｗ犞ｓｓｉｎαｃｏｓ犞ｗｓ，ＡＤＣＰ測結(jié)果，需要從測量坐標系轉(zhuǎn)換到地理坐標系，觀測對于測量結(jié)果，角度誤差α與速度比尺因子β矢量在坐標之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為既有隨即性也有確定性。統(tǒng)計意義上確定的角度犝犈犗犖ｃｏｓ－ｓｉｎ犝狓′犗′狔′誤差與速度比尺因子即為系統(tǒng)誤差的訂正參數(shù)。

8、（）＝（）（）．（１）犞犈犗犖ｓｉｎｃｏｓ犞狓′犗′狔′Ｊｏｙｃｅ提出了底跟蹤與水跟蹤兩種關(guān)于角度誤差與速度比尺因子的計算方法，其中前者較為準確。所謂底跟蹤訂正方法，即采用ＧＰＳ定位信號計算船速，通過比較底跟蹤船速與ＧＰＳ船速，得到訂正系數(shù)與α。假定ＧＰＳ測量船速是精確的，那么底β跟蹤