[发明专利]一种基于声速剖面反演的多波束海底地形校正方法

说明书

本发明涉及一种海底地形校正方法，具体是一种基于声速剖面反演的多波束海底地形校正方法,基于相邻条带重叠区域多个ping对应波束的测深一致性，构建目标函数；确定初始温度；设置初始解、EOF系数的取值范围及邻域函数；根据前几个特征向量和实测的SVP计算得到EOF时间系数的取值范围，邻域函数应使产生的候选解遍布解空间；利用目标函数的加权平均值判断内循环是否达到“热平衡状态”；构建温度冷却函数；确定外循环终止准则；搜寻最优解；最终校正海底畸变地形；该方法首先利用EOF对SVP进行分解，然后，基于由相邻条带重叠区域的多组ping对应波束的测深一致性构造的代价函数，最后，根据最优时间系数反演SVP，并利用反演的SVP对海底地形畸变进行校正。

技术领域

本发明涉及一种海底地形校正方法，具体是一种基于声速剖面反演的多波束海底地形校正方法。

背景技术

SVP是影响多波束测深的主要因素，其代表性误差会引起海底地形畸变。

虽然已有的方法可以有效地减小SVP代表误差引起的水下地形畸变。但是，还存在各种各样的问题。以人工干预的方式削弱声速误差对水深数据的影响。人工的干预既缺乏数学依据，又降低了多波束数据的处理效率。利用已有的SVP构建此区域的声速场进而校正海底地形畸变。然而，此方法要求较多的历史SVP，并且所获得SVP与实际SVP存在偏差，特别是在高动态环境中。利用45度波束指向角对SVP误差不敏感的原理来构造目标函数，并以此来校正海底地形畸变。此方法要求精确已知海洋表层声速，并且仅适用于绝对平坦地形。以多波束测量声速改正不完善引起的地形畸变程度为依据构造适应度函数，实现SVP反演并校正海底畸变地形。此方法校正海底地形的精度较低，且不适用于倾斜海底地形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于声速剖面反演的多波束海底地形校正方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于声速剖面反演的多波束海底地形校正方法，包括如下步骤：

步骤一，构建目标函数；

基于相邻条带重叠区域多个ping对应波束的测深一致性，构建目标函数：

步骤二，确定初始温度；

步骤三，设置初始解、EOF系数的取值范围及邻域函数；

根据前几个特征向量和实测的SVP计算得到EOF时间系数的取值范围，邻域函数应使产生的候选解α遍布解空间，给出如下邻域函数：

步骤四，设定内循环终止准则；

利用目标函数的加权平均值判断内循环是否达到“热平衡状态”，目标函数的加权平均值公式如下：

步骤五，确定温度冷却函数；

构建温度冷却函数，函数如下：

T_k+1＝βT_k,β∈[0.5,0.99]；

步骤六，确定外循环终止准则；

外循环终止条件为连续若干个温度下没有可接受的候选解；

步骤七，搜寻最优解；

设置记忆功能，存储每个温度下目标函数最小值，找出全局目标函数最小值；

步骤八，校正海底畸变地形；

利用反演的SVP进行多波束数据处理，校正畸变的海底地形。