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研究生:曾宏斌
研究生(外文):Hong-Bin Zeng
論文名稱:移動載具應用於水深測量之精度分析
論文名稱(外文):Accuracy Analysis of Bathymetric Surveying by the Aquatic Vehicle
指導教授:蕭松山蕭松山引用關係
指導教授(外文):Sung-Shan Hsiao
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:水深測量移動載具單音束測深儀
外文關鍵詞:Bathymetric surveyAquatic VehicleSingle-beam echo sounder
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對陸地及水資源相當匱乏的海島型國家而言,為賡續國家工業及經濟發展,有效解決土地資源取得及兼顧環境污染防制,海岸空間利用規劃議題方興未艾,海洋工程相關領域專家學者無不戮力於相關問題之解決。海岸空間利用規劃之良窳,有賴於對海洋環境資料如水深、波浪及潮流等的了解。其中,尤以水深地形資料的掌握最為重要。傳統上在進行水深地形測繪作業時,常以船筏為測量載具,但受限於其吃水深度,故在近岸地區常以數值內差的方式做處理,未能有效重現工程規劃設計所需的數值地形。緣此,本研究針對海岸及水利工程規劃設計所需,在近岸及淺水區域附近水深地形的測繪上,應用水上摩托車搭載單音束測深儀進行水深地形測量,預期成果水深測量誤差能符合國際海測組織(IHO)一等規範。
  本研究係應用水上摩托車搭載單音束測深儀進行水深地形測量,是以其在操控上的機動性、相對於使用船筏進行水深測量的成本低及吃水深度較淺等理由。本研究以測深桿搭配全測站經緯儀(Total Station)於國立台灣海洋大學小艇碼頭規劃測區內(100m 45m)進行水深測量,測得之數據建構為基準地形,再使用水上摩托車搭載單音束測深儀及DGPS定位於相同測區內以規劃的航行速度(3節、4節、6節)進行水深測量,並做為驗證地形。
經由基準地形與驗證地形比對並計算其測深誤差,進行精度分析。經分析顯示,水上摩托車航行速度為3節,其誤差小於0.194公尺;航行速度為4節,其誤差小於0.366公尺,均符合國際海測組織(IHO)一等規範,但是當航行速度為6節時,測深過程會產生雜訊與系統延遲,因此為維持良好的測深品質,建議應將水上摩托車航行速度控制在4節以下。並進一步探討影響測深精度的原因,發現航行速度與環境因素為本實驗最大的影響因子,航行速度過快易造成雜訊或者導致音鼓沒水深度不夠無法進行測量等缺點。
This research use aquatic motorcycle in the Bathymetric survey , The system of remote controlled vessel for bathymetric surveys is combined with remote controlled vessel , DGPS and navigation integrated system. The use control navigation speed (3knot, 4knot, 6knot) carries on the experiment in the wharf, NTOU, to investigate the influence factors of this system’s error. The anticipated bathymetric survey standard error can conform to the International Hydrographic Organization (IHO) first-class standards.
  Compare by way of the datum and calculate its depth error, carries on the precision analysis. Demonstrated after the analysis that the aquatic motorcycle navigation speed is 3 knot, its standard deviation is less than 0.194m; The navigation speed is 4 knot, its standard deviation is less than 0.301m, conforms to the IHO first-class standards, but works as when the navigation speed is 6 knot, the depth sounding process will produce the miscellaneous news and the system retards, therefore for the maintenance good depth sounding quality, the suggestion should the aquatic motorcycle navigation speed control below 4 knot. The aquatic motorcycle system discussed in this paper is worth to recommend to the practical work of shallow water topographic surveys.
中文摘要 I
英文摘要 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究方法及內容 12
第二章 量測原理及方法 14
2-1 儀器介紹 14
2-1-1 測量載具系統 14
2-1-2 平面定位系統 19
2-1-3 測深系統 22
2-2 地形測繪作業原理及方法 26
第三章 地形測繪作業規劃與步驟 29
3-1作業規劃與流程 30
3-1-1 基準地形建構作業 30
3-1-2 驗證地形實驗 36
3-2 資料處理 41
第四章 實驗結果分析 43
4-1 精度分析 46
4-1-1 外精度分析 59
4-1-2 內精度分析 68
4-1-3 測深誤差分佈 74
4-2 結果與討論 78
4-2-1 海上平面定位誤差 78
4-2-2 測量水深誤差 79
第五章 結論與建議 81
5-1 結論 81
5-2 建議 82
參考文獻 83
謝 誌 85
作者簡歷 86
1. International Hydrographic Organization, April 1998, IHO Standards for
Hydrographic Surveys, 4th Edition, Special Publication No. 44.
2.梁晉文等,1989,誤差理論與數據處理,中國計量出版社
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5.薛憲文,1999,「台灣水深量測技術發展現況及國際海測組織之水深量測規範新發展探討」,近岸水深量測技術研討會論文集,P5-1~5-12
6.古碧源等,2001,「陸域水體測深用無人水面載具之研製」,第三屆水下技術研討論文集,F14-F19 頁
7.交通部運輸研究所,2009,「淺談水深測量誤差」,港灣報導季刊第82期,P16
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10.張文筆,2005,「無人量測載具在河海測量之應用探討」,國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士論文
11.薜憲文,2008,多音束測深技術及應用,鄰海及鄰接區海域基本圖測量工作研習會簡報
12.內政部國土測繪中心,http://www.nlsc.gov.tw
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