[发明专利]基于最优多水深假设抗差曲面的多波束测深数据处理方法

权利要求书

1.一种基于最优多水深假设抗差曲面的多波束测深数据处理方法，其特征在于，包括基于典型水深特征的抗差曲面关键参数组联合优选和基于最优抗差曲面的多波束测深数据自动滤波及成果输出两大步骤；首先进行基于典型水深特征的抗差曲面关键参数组联合优选，步骤包括：(1)典型水深数据选取，(2)基准水深数据集生成，(3)关键参数组设置，(4)利用多水深假设抗差曲面构建法生成抗差曲面试验组，(5)试验数据集生成，(6)综合对比分析，得到最优关键参数组；随后进行基于最优抗差曲面的多波束测深数据自动滤波及成果输出，步骤包括：(7)输入联合优选的关键参数组，利用多水深假设抗差曲面构建法生成最优多水深假设抗差曲面，(8)数据滤波，(9)水深成果数据生成；

所述的多水深假设抗差曲面构建法包括下列步骤：

(2.1)输入抗差曲面关键参数组其中res^h为抗差曲面的分辨率，为捕捉距离比例系数，为最小捕捉距离，为水平不确定度传播比例系数，为偏移估计量，h和均为自然数；

(2.2)输入待处理的原始多波束测深数据点集其中x_i、y_i、z_i分别为原始多波束测深点的平面位置坐标和深度值，i和均为自然数，使用公式(1)计算的水平不确定度σ_ihz和垂直不确定度σ_ivert：

式中，σ₀为已知的定位设备测量精度，为已知的多波束测深系统声学中心相对于定位设备中心的坐标偏移量测量误差，σ_a、σ_R、σ_P、σ_r、σ_θ、σ_V分别为已知的测量船航向角、横摇角、纵摇角、时延和船速测量误差，为已知的定位设备与多波束测深系统之间的时延误差；σ_ysv为已知的声速在水平方向上的测量误差，a₁…a₉为已知的权值系数，σ_H、σ_DR、σ_WL、σ_zsv分别为已知的测距、指向角、纵摇角、波束角、升沉与诱导升沉、潮位与声速在垂直方向上的测量误差；

(2.3)建立空间分辨率为res^h的初始多水深假设抗差曲面G_r＝{g_j}_j＝1,n，g_j为曲面内的节点，j和n均为自然数；为抗差曲面节点g_j内的第k个水深假设算，j、k、n和m均为自然数；为节点g_j内第k个水深假设的水深值，为节点g_j内第k个水深假设的强度值；

(2.4)使用公式(2)计算的测深点影响半径和{g_j}_j＝1,n的节点捕捉半径{r_jCaptDist}_j＝1,n；需同时在这两个半径内，才可使用公式(3)将其不确定度σ_ihz和σ_ivert融合并传递到其附近的曲面节点{g_j}_j＝1,n上，传递后

式中，σ_VertMax为已知的用户选择的IHO S-44测量等级所确定的水深不确定度，μ_DistExp为已知的不确定度随距离增加而增大的比例系数；

式中，S_dist为已知的测深点与节点g_j的距离；

(2.5)输入传递到节点g_j的水深点如g_j内无水深假设，则使用建立第一个水深假设其中如g_j已有水深假设，则计算g_j内所有水深假设与的差值，确定最接近的最适合水深假设使用公式(4)计算和的归一化差值e_n；

(2.6)使用公式(5)计算贝叶斯因子B_n，当B_n＞0.135时，运行步骤(2.7)；当B_n≤0.135时，使用水深点在节点g_j内建立新的水深假设其中运行步骤(2.8)；

(2.7)结合公式(6)，使用更新水深假设更新后的最合适水深假设

(2.8)判断是否还有未参与计算，若有，则返回步骤(2.4)，若无，运行步骤(2.9)；

(2.9)使用公式(7)计算的强度值

式中，ε_current为内包含的水深点个数；ε_next为内包含的水深点个数；

(2.10)按假设强度的大小，对进行排序，确定每个节点的最优水深假设，生成多水深假设抗差曲面G_final。