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采矿车颠簸对海底微地形探测影响的补偿研究

张涛  
【摘要】: 对海底微地形实施探测,构建精确的海底微地形规则网格DEM,是实现钴结壳最优切削的基础。针对深海地形崎岖不平,安装在采矿车上的微地形探测系统随着采矿车的行进发生颠簸,从而带来测量误差。本文提出了利用电子罗盘测量换能器的实时位姿,从而对微地形探测数据进行补偿。这对获取相关深海微地形地貌数据,计算采矿车最优切削深度,实现最优开采,有着重要意义。 在深入分析了海底微地形探测现状,深刻分析国内外在海洋测深中对波浪效应的补偿现状后,结合海底微地形探测的实际,首次将两种颠簸补偿算法应用与深海采矿的微地形探测系统,并进行对比研究,最终选择了满足工程精度要求,实时性更好的直接补偿算法作为本文采矿车颠簸对海底微地形探测补偿算法。对于补偿后的测点数据进行了预处理,利用支持向量机在横向上进行高程值预测,同时利用线性插值,构造出间隔为25mm的微地形规则网格DEM,并实现了微地形的可视化。 最后,在实验室水池中,模拟颠簸条件下进行各种地形上探测和重构,利用体积和表面积的计算对重构的微地形进行了逼真性评价。验证了本文采矿车颠簸对海底微地形探测精度影响的补偿算法的精度、实时性,以及微地形重构方法的可行性。本文的研究为深海采矿实现最优切削打下了良好的基础。


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