珠江口外走航犃犇犆犘资料的系统误差订正与质量控制

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1、第３２卷第３期海洋学报Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．３２０１０年５月ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｙ２０１０珠江口外走航犃犇犆犘资料的系统误差订正与质量控制夏华永１，廖世智１（１．国家海洋局南海分局南海工程勘察中心，广东广州５１０３００）摘要：在对珠江口外２００６年冬季航次走航ＡＤＣＰ观测资料处理中发现用Ｊｏｙｃｅ的方法不能有效地订正系统误差，其原因在于订正角与航速、船艏向相关。给出了一个订正角为船艏向余弦的拟合函数，得出良好的订正结果。分析了ＶｍＤａｓ软件处理流速结果的精度，给出了系统误差识别的方法。发现观测资料中

2、一些不能为ＶｍＤａｓ软件识别的错误数据，分析了海况对观测资料的影响，提出了观测资料质量控制与误差订正的一套程序。关键词：走航ＡＤＣＰ；ＤＧＰＳ；系统误差订正；质量控制；珠江口外中图分类号：Ｐ７１４＋．１文献标志码：Ａ文章编号：０２５３４１９３（２０１０）０３０００１０７Ｊｏｙｃｅ的系统误差订正参数计算方法不能给出正确１引言的订正角。ＶｍＤａｓ软件或ＷｉｎＲｉｖｅｒ软件是处理走走航ＡＤＣＰ（ａｃｏｕｓｔｉｃｄｏｐｐｌｅｒｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｆｉｌｅｒ）航ＡＤＣＰ资料的专用工具，但本文发现资料中一种使快捷而大范围的流速测量

3、成为了现实，但资料错误的定位信号与底跟踪信号并不能为软件识别，的可信度分析与系统误差订正是一个重要的环从而给出错误的流速结果。根据资料中发现的质量节，未经系统误差订正的资料可能存在显著的误情况，本文设计了一套控制资料质量的程序，在差，使资料的价值下降。系统误差一方面为速度Ｊｏｙｃｅ方法的基础上，完善了系统误差订正参数的测量的误差，另一方面为速度方向的误差。计算方法，并最终完成了资料的质量控制与系统误［１］Ｊｏｙｃｅ已给出了系统误差的订正方法，目前在走差订正。［２－３］航ＡＤＣＰ资料处理中得到广泛应用。Ｊｏｙｃｅ的２系统误差的

4、订正方法方法中订正角为常数，能有效的消除ＡＤＣＰ换能器的安装偏角引入的误差以及罗经的初始设置误测量结果是相对于所用的坐标系而言的，在走差（这两者为固定值），但陀螺罗经有可能存在所航ＡＤＣＰ测量系统及资料处理过程中存在着３个谓的速度误差，该误差与船速、船艏向及纬度相坐标系，即测量坐标系、船体坐标系与地理坐标［４］［５］关，并且是可以定量计算的。这就是说在陀螺系。走航ＡＤＣＰ四个换能器即代表４个方向，它罗经存在着显著速度误差的情况下，将订正角取们构成一个测量坐标系，但需要把测量坐标系中的为常数同样可引入较大的误差。结果转换到地理

5、坐标系中。测量坐标系随船体运本文处理了珠江口外２００６年冬季航次走航动，为了便于清楚说明从测量坐标系到地理坐标系ＡＤＣＰ资料，分析了资料的系统误差特征、资料中存之间的转换关系，引入所谓的船体坐标系。测量坐在的一些质量问题及海况对测量精度的影响。本文标系、船体坐标系与地理坐标系的关系如图１所示。发现冬季航次中订正角与航速、船艏向相关，用坐标狓′犗′狔′为ＡＤＣＰ测量坐标；坐标狓犗′狔为船体收稿日期：２００８０８２６；修订日期：２００９１０１９。基金项目：中国近海海洋综合调查与评价“９０８”专项（９０８－０１－ＳＴ０７）

6、。作者简介：夏华永（１９６７—），男，湖南省沅江市人，研究员，博士，主要从事海洋水文研究。Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｈｕａｙｏｎｇ２００１＠２１ｃｎ．ｃｏｍ２海洋学报３２卷坐标（船体中轴线为纵坐标轴），船体坐标（船体）的测量也存在误差。以犝，犞表示走航ｗｓ，ＡＤＣＰｗｓ，ＡＤＣＰ运动速度为犝ｓ和犞ｓ（分别表示船速的东分量与北ＡＤＣＰ测量系统输出的水流相对于船体运动的速分量）。坐标犈犗犖为地理坐标。坐标狓′犗′狔′与度东分量与北分量，考虑旋转角度的误差α与速度狓犗′狔坐标之间的角度λ即为ＡＤＣＰ安装角（一般为比尺因子β（实际速率与测

7、量速率的比例），那么流［１］４５°或０°）。坐标狓犗′狔与坐标犈犗犖之间的角度γ速可表示为即为船艏向，由罗经测出。测量坐标系统旋转到地犝ｗ犝ｓｃｏｓα－ｓｉｎα犝ｗｓ，ＡＤＣＰ理坐标系的角度为。对于走航ＡＤＣＰ的观（）＝（）＋β（α）（）．（２）＝λ＋γ犞ｗ犞ｓｓｉｎαｃｏｓ犞ｗｓ，ＡＤＣＰ测结果，需要从测量坐标系转换到地理坐标系，观测对于测量结果，角度误差α与速度比尺因子β矢量在坐标之间的转换关系为既有随即性也有确定性。统计意义上确定的角度犝犈犗犖ｃｏｓ－ｓｉｎ犝狓′犗′狔′误差与速度比尺因子即为系统误差的订正参数。

8、（）＝（）（）．（１）犞犈犗犖ｓｉｎｃｏｓ犞狓′犗′狔′Ｊｏｙｃｅ提出了底跟踪与水跟踪两种关于角度误差与速度比尺因子的计算方法，其中前者较为准确。所谓底跟踪订正方法，即采用ＧＰＳ定位信号计算船速，通过比较底跟踪船速与ＧＰＳ船速，得到订正系数与α。假定ＧＰＳ测量船速是精确的，那么底β跟踪