摘要：针对传统Kalman滤波存在的单一固定的误差协方差阵Q、R及观测粗差均会影响声学多普勒流速剖面仪船速滤波性能这一问题,本文结合自适应抗差滤波原理与Sage-Husa算法,通过构建自适应因子与抗差因子,并对Q和R分别增加Kalman滤波的约束条件,设计了一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法。在长江口开展的声学多普勒流速剖面仪走航测量实验结果表明,与传统的Kalman滤波方法相比,本文改进方法受粗差影响明显减小;在底质流动速度为分别为5、10、15 cm/s下的船速精度均提高了约2 cm/s,断面流量相对精度则分别提高了0.9%、3.0%和6.0%。对于年均流量为2.8×10^(4)m^(3)/s的长江口这种大型感潮河段来说,本文方法1%~6%的流量相对精度的提高显得必要且有意义。

摘要：由于Ewing型热流计具有安全性和便捷性的优点,其在恶劣环境下的热流测量作业中得到广泛应用。使用Ewing型热流计测量热流值时,通过原位测量获取海底沉积物的地温梯度,并在实验室中测量沉积物样品的热导率。由于桩效应的原因,即取样器的插入深度和所取样品长度并不一致,热导率和地温梯度测量位置难以精确匹配,其造成的误差可达3.5 mW·m^–2。基于同一站位不同深度上的热流值较为一致的原则,设计了“最小标准偏差法”来确定Ewing型热流计作业的最优偏移量。针对中国第9次北极科学考察采集的12个站位数据分析表明,经最小标准偏差法改正后,同一站位各深度上热流值的标准偏差从8.4 mW·m^–2减小到3.8 mW·m^–2,其变化幅值约为平均热流值的9%。

摘要：针对现有LiDAR地面点滤波算法对复杂地形地物适应性不强的问题,本文提出了一种融合点云与地面影像分块滤波的方法。首先,将地面影像与点云匹配,使点云从影像中获取更多的光谱纹理信息。然后,分析地物光谱、林地相对密度、点云高程特征、地面DSM模型及其坡度,并基于决策级融合将原始点云切割成若干独立的区块。最后,根据每块区域不同的多元细节特征,对IPTD滤波算法进行改进并利用搜索法优化参数,得到最优且稳健的结果。利用滤波后的总地面点通过插值算法得到的DEM模型和相关试验验证了本文算法的优越性。

摘要：浅海海床发育着不同尺度的活动性砂体,在大型活动性砂体上常叠加发育着大量小尺度沙波(纹),分析这些小尺度沙波(纹)有助于揭示活动性砂体的成因机制。但它们的尺度较小,常规分析方法往往将其作为高频噪声滤除,难以对该尺度海底沙波(纹)进行分离量化研究。为了解决这个问题,本文设计并实现了一种基于小波分析的小尺度海底沙波地形分解方法,并以台湾浅滩典型区域的高精度近底原位观测数据为例,实现了小尺度海底沙波地形的分解和定量分析,分解出背景地形、小型沙波和沙波纹(波长小于0.6 m)3种地貌类型。本文提出的小尺度海底沙波地形分解量化方法,可广泛应用于浅海高活动性地貌发育演化和海底边界层沉积动力过程研究,对评估海洋工程的稳定性也具有一定的实用价值。

摘要：针对移动式海洋地震仪对控制系统电路设计的可靠性和低功耗的需求,提出了一种基于Cortex-M4内核芯片的硬件电路设计方案。首先选用超低功耗的STM32L4芯片作为微控制单元,在保证高运行能力的同时降低自身功耗;其次针对MCU(Microprogrammed Control Unit)、传感器等超低功耗模块提出针对性的两级降压方案,从而大大提高电路的电能转换效率;对于浮力调节模块、通信模块等高功耗模块,选用合适的降压芯片保证电路安全和提高转换效率;最后针对外部设备的周围电路进行滤波和保护处理。通过试验分别验证了不同模块的可靠性,证明该硬件电路可以支撑地震仪完成完整的观测任务,电路设计可靠性高。

摘要：鉴于国内外海洋地震台网的缺乏,本文介绍了一种面向全球海域应用的漂浮式海底地震接收系统(mobile earthquake recording in marine areas by independent divers,MERMAID).针对潜浮式地震仪MERMAID浮标的研发过程,建立了浮标的总体设计要求与典型工作循环流程,设计了液压式浮力调节系统、机械结构等,并对比分析了不同转速及负浮力下潜过程,最后进行了实验室压力检测和千岛湖湖试。试验结果表明,该浮标能在15MPa压力下保持良好的密封性与稳定性,利用水听器可以有效地采集到天然地震纵波(P波),同时计算各模块单个周期的能耗,以验证设计指标。

摘要：针对水下滑翔机航迹易受海流的影响问题,研究了在较强海流下水下滑翔机的路径规划方法。首先,建立了水下滑翔机运动模型和海流模型,定义了海流场中路径规划目标函数;其次,在时变的海流场中分别对Wavefront算法和A*算法进行了比较;最后,设计了分段式A*路径规划算法,解决了观测时间超出海洋预报周期问题。仿真结果显示,在当观测时间小于单个预报周期时,Wavefront算法和A*算法均能够克服较强海流对滑翔机观测路径的影响,获得最优的观测路径;当观测时间超出预报周期时,分段式A*路径规划算法获得较为合理的观测路径。

摘要：综合地球物理调查表明,北印度洋阿拉伯海马克兰俯冲带海域水合物资源非常丰富。为调查该海域水合物及与其相关的流体活动,采集了高分辨率多道地震数据,分析了原始地震数据的特征,并按照常规水合物地震数据处理流程进行处理,获得了较好的处理效果。基于新采集处理的地震数据,识别出了经典的BSR、非经典的BSR及双BSR现象。双BSR的发现表明该海域的水合物处在一个复杂的动态过程中,对该海域水合物的研究具有重要意义。由于本次地震数据的排列长度较短(最大排列长度1 300 m),对该海域水合物的定量分析以及精细刻画受到了限制。结合此次采集的短排列数据以及理论公式分析了排列长度对水合物勘探的影响,指出在水合物的勘探中,除了震源能量、频率、道间距等参数外,排列长度也是一个需要优化设计的参数。

摘要：海洋强国是国家新时期的重大战略,海洋调查为海洋开发保护及科学研究提供最基本和必需的数据资料,是一项长期的基础性工作,海洋调查标准体系的构建有助于海洋调查工作的科学、规范、有序开展。本文总结了海洋调查标准体系构建的依据和目标,框架设计的思路,并对标准体系各层次要素的内在关系作了分析,指出未来海洋调查标准制定的重点领域和方向。

摘要：深海海底蕴藏着丰富的矿产资源,对其进行合理的开发利用契合中国经济发展需求,是保障中国战略资源安全和发展高质量海洋经济的重要举措。文章主要回顾了国内外深海矿产资源开发技术进展,分析了关键技术和环境影响挑战,提出深海矿产资源开发应遵循“绿色环保、安全可靠、智能高效”的发展原则,加强深海采矿系统顶层设计,突破核心技术装备研发和制造瓶颈,提升深海环境保护意识和监测、修复技术水平。文章提出要结合中国优势高新技术,强化自主创新,把握深海采矿技术装备研发的新机遇,加强国际合作,促进深海资源可持续利用,培育深海采矿战略新兴产业的发展,支撑海洋强国建设。