小型化多波束测深系统综合显控软件

论文摘要

随着多波束探测技术的飞跃发展,对水下地形探测的硬件、软件等相关技术都提出了新的挑战。其中对在实时测量过程中的显控软件,更是提出了更高的要求：不仅要实时显示设备的状态信息,而且还要能够全方位、多角度的显示测量信息。本文根据研制中的小型化多波束测深系统的显控需求,开发了一款功能齐全的综合显控软件。首先,本文研究了多波束测深系统的组成、原理、相关的信号处理算法、多波束的数据解算流程、多波束的校准等问题,并重点研究了多波束测深系统的实时软件系统。软件系统包含有实时和后处理两部分,本文主要研究实时的软件系统。然后研究了目前国外多波束测深系统的实时软件系统的发展现状,并根据自身的需求,确立了软件设计方案。软件开发过程中涉及到的相关技术主要有：Visual studio开发环境、OpenGL技术、数据格网与插值技术、数据库开发技术、动态链接库的开发、实时数据采集的串口通信、网口通信以及多波束各种采集信息的同步等相关技术。由于软件是基于VC++6.0平台开发的,故掌握Visual studio开发环境是软件设计的必要准备；三维地形的显示是基于OpenGL技术而设计的一个三维显示窗口；伪彩图显示时,需要对原始的数据进行格网并插值,故针对实时综合显控软件,使用高效的格网和插值算法是软件系统实时性的重要保证；数据库技术主要是在多波束采集数据的存储和多波束实时显控软件回放时,读取数据库时涉及到；多波束深度数据的解算涉及到的参数比较多,且过程复杂,故开发一个能够封装解算过程的动态链接库是非常必要的；实时显控软件系统的数据有：GPS、姿态、多波束数据和原始信号,这些数据的采集将涉及到串口和网口通信；在实时测量时各个测量设备的ping率可能不一致,并且不是同步工作,而是相互独立的,想要获得lping有效的多波束测量数据,就必须将GPS信息、姿态信息与多波束数据进行同步。该实时综合显控软件系统的主要功能有：数据存储、系统配置信息设置、异常处理、实时监测信息的显示、导航控制界面、波束剖面显示、实时三维地形的显示、伪彩图和等深线的显示、原始采集信号的显示与数据的回放等功能。软件系统通过实际试验与采集数据的回放验证了该软件系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 海底地形测量的发展历史
• 1.2 多波束测深系统的研究现状
• 1.2.1 国外多波束测深系统的发展现状
• 1.2.2 国内多波束测深系统的发展现状
• 1.2.3 多波束测深系统的发展方向
• 1.3 多波束测深系统软件系统研究现状
• 1.3.1 HAPACK软件系统
• 1.3.2 SeaMapper软件系统
• 1.3.3 CARAIBES软件系统
• 1.3.4 SeaSurvey软件系统
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第2章 多波束测深系统原理与数据处理技术
• 2.1 多波束测深系统原理
• 2.1.1 多波束测深系统的组成
• 2.1.2 多波束测深系统的分类
• 2.1.3 多波束测深系统的测深原理
• 2.2 小型化多波束测深系统的设计与实现
• 2.2.1 组成与特点
• 2.2.2 工作原理
• 2.2.3 信号处理算法
• 2.2.4 软件系统
• 2.3 多波束测深系统测量数据解算
• 2.3.1 多波束数据解算坐标系
• 2.3.2 多波束深度数据解算
• 2.4 本章小结
• 第3章 测深系统综合显控软件相关技术与算法研究
• 3.1 Visual C++6.0软件开发平台
• 3.2 数据库开发技术
• 3.2.1 数据库访问技术
• 3.2.2 ADO简介
• 3.2.3 在VC中使用ADO的方法
• 3.2.4 数据可视化技术
• 3.2.5 文档视图结构
• 3.3 动态链接库开发技术
• 3.3.1 概念介绍
• 3.3.2 DLL的构成
• 3.3.3 DLL的优缺点
• 3.3.4 DLL的编程开发
• 3.4 深度解算动态链接库的开发
• 3.5 Visual C++6.0下的通信问题
• 3.5.1 串口通信
• 3.5.2 网口通信
• 3.6 多波束采集数据与辅助信息的同步
• 3.7 本章小结
• 第4章 测深系统综合显控软件设计与实现
• 4.1 软件系统设计方案
• 4.2 导航控制窗口
• 4.3 波束剖面窗口
• 4.4 采集信号监测窗口
• 4.5 监测信息窗口
• 4.6 等深线窗口
• 4.6.1 DEM模型介绍
• 4.6.2 伪彩图的插值算法研究
• 4.6.3 等深线查找算法
• 4.6.4 等深线的编程实现
• 4.6.5 等深线界面
• 4.7 三维地形窗口
• 4.8 软件总体功能界面与数据的实时显示
• 4.9 测量实验的验证
• 4.10 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢