王发省,张鹏飞,辛明真,杜凯,阳凡林.GNSS 船姿测量方法及对多波束测深精度的影响分析[J].海洋通报,2018,(5):529-536
GNSS 船姿测量方法及对多波束测深精度的影响分析
GNSS attitude measurement and its influence on the precision of multibeam bathymetry system
投稿时间:2017-08-07  修订日期:2017-12-20
DOI:
中文关键词:  GNSS 测姿  姿态误差  波束脚印误差  定位误差  惯性导航系统
英文关键词:GNSS measuring posture  attitude error  beam footprint error  positioning error  inertial navigation system
基金项目:国家重点研发计划 (2016YFB0501700;2016YFB0501705);山东省重点研发计划项目 (2018GHY115002)
作者单位E-mail
王发省 山东科技大学 测绘科学与工程学院山东 青岛 266590 wangfaxing0808@126.com 
张鹏飞 山东科技大学 测绘科学与工程学院山东 青岛 266591  
辛明真 山东科技大学 测绘科学与工程学院山东 青岛 266592  
杜凯 山东科技大学 测绘科学与工程学院山东 青岛 266593  
阳凡林 山东科技大学 测绘科学与工程学院山东 青岛 266590海岛 (礁) 测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室山东 青岛 266590 yang723@163.com 
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中文摘要:
      GNSS 船姿测量以其观测误差不随时间累积的特点得到了广泛研究和应用,本文基于三天线 GNSS 船姿测量方式,构建了波束脚印误差与姿态误差间的关系模型,设计仿真实验分析了基线长度对姿态误差的影响,以及不同水深环境下姿态误差与 GNSS 定位误差的关系。为突破传统 RTK 在测量距离上的限制,本文采用 PPP、PPK、MBD (动态参考站差分) 三种方法进行 GNSS 船姿计算,并通过海上实验与高精度惯性导航系统进行对比分析,结果表明使用 MBD 测姿结果要优于 PPK 和 PPP 模式,得到的航偏角、横摇角、纵摇角标准差均在 0.1°左右,可满足通常情况下多波束测深对姿态精度的要求。
英文摘要:
      The GNSS attitude measurement is widely studied and applied because its observation error does not accumulate with time. In this paper, based on the principal of ship attitude measurement with three GNSS antenna, we set up the model of beam footprint error change with attitude error, designed the simulation analysis on the effect of baseline length on attitude error and the relationship between attitude error and GNSS positioning error in different depths. To break through the limitations of traditional RTK in measuring distance, three methods of PPP, PPK and MBD ( Moving Base Station Difference) were applied in this paper for GNSS ship attitude calculation and compared with the high precision inertial navigation system in the sea experiment. Results prove that when using MBD pose measurement the result is superior to the PPK and the PPP model, moreover the heading, roll and pitch standard deviation are around 0.1°, which can meet multibeam sounding accuracy requirement of position in normal circumstances.
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