海洋测绘的主要内容篇1

关键词：海洋灾害；遥感课程；改革研究

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）46-0067-02

遥感是现代空间信息学的核心技术之一，自20世纪80年代以来，我国各高等院校都相继开设了“遥感”方面的课程[1-2]。但现有的遥感教学存在的一些不足之处，如：（1）遥感技术的快速发展与教材更新缓慢的矛盾；（2）内容过深，与实际的生活接触有所差异；（3）遥感基本技能的培养与实践时间过少的矛盾；（4）专业素质的培养与传统的授课方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遥感应用技术》是上海海洋大学空间信息与数字技术专业的专业必修课，其是一门理论与实践相结合且技术性很强的课程。本文结合上海海洋大学培养海洋类人才的目的，对遥感课程的教学改革进行了探讨。

一、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的简介

现代海洋产业的发展离不开良好的海洋环境，良好海洋环境的维护离不开迅捷、快速准确的监测，遥感作为新兴的监测技术在海洋中将发挥重要作用[6]。而我国政府十分重视海洋观测技术的发展。在2010年两院院士大会上再次提出：“要大力发展空间和海洋科学技术，提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发能力，使我国海洋技术水平进入世界前列。”

上海海洋大学的办学宗旨即与国家海洋发展的主战略衔接，为国家和区域海洋经济发展及产业需求提供技术支撑、人才服务等智力支持。设计“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革，在学生掌握遥感技术的同时，提高学生海洋环境保护意识，增强学生的实际动手能力，锤炼学生解决实际海洋问题的能力。

二、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的内容

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革主要是通过设计不同的海洋灾害案例（如风暴潮、海浪、海冰、赤潮、海啸以及溢油），将系统性和理论性较强的遥感基础理论融入到每个案例中，让学生在实际的海洋灾害案例中掌握系统的遥感基础理论知识。

1.“海洋灾害”遥感数据的收集。通过播放新闻报道或模拟的方式，让学生接触一场海洋灾害，以风暴潮为例，并告诉学生他们的任务是：对海洋灾害进行预测预报，做到防灾减灾的目的。在第一阶段，引导学生分析预测预报“海洋灾害”所需的数据。故此，引出遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。

2.“海洋灾害”遥感数据的处理。面临收集到的海洋遥感数据，大多数初学者无从下手，也看不懂，其原因是不懂遥感数据的原理。在此，引入遥感的成像原理、电磁辐射与地物光谱特征，以及遥感图形的特征等概念。

学生们了解了遥感像素的实际意义的同时，主要培养学生的空间意识。因此加入数字图像的校正等实际操作内容，理论与实际操作相结合，边操作边讲解何为辐射校正、几何校正、图像增强以及多源信息复合等知识。

3.“海洋灾害”遥感数据的判读。以风暴潮为例，风暴潮是指由强风或气压骤变等强烈的天气系统影响而引起的海面异常升降现象。通过两景不同时段的遥感影像的判读，提取海面的异常变化，是通过遥感方式监测风暴潮的主要手段，而此时就要熟悉遥感影像的判读。为了很好地判读影像，需要对影像做一系列的处理，包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等，同时对遥感图像的解译方法和过程也要熟悉掌握。

4.“海洋灾害”遥感数据的可视化。通过三维绘制引擎、地形的识别技术、场景的显示等技术，实现海洋灾害的再现。在此作为知识的扩充，讲解遥感在与其他数据（如DEM数据）融合，以及后期制图和可视化显示等知识。

三、“海冰”灾害监测案例驱动下的遥感教学示例

以“海冰”灾害监测为例，在结束的遥感教学中，对案例驱动的教学方式进行了实验。

海冰灾害主要发生在渤海和黄海北部和辽东半岛沿岸海域。海冰的主要危害上威胁船舶和海上构筑物的安全，影响渔业和航运等。2001年2月，渤海出现近20年来最严重的海冰，辽东湾最大冰厚60m，辽东湾北部港口基本处于封港状态，秦皇岛海域航标受损，40多艘船舶被困，航运中断，天津港船舶进出困难，渤海海上石油平台受到流冰严重威胁。现以渤海湾海冰预警预报为例，实现遥感的知识讲授，整体流程如图1所示。

在“海冰”监测数据需求分析阶段，通过分析渤海湾的“海冰监测”要求，分析所需数据，主要包括MODIS数据、Landsat数据、SAR数据、微波散射数据等。故此，为学生解惑，不同遥感平台、不同的探测手段等，同时，掌握遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。为了实施后期操作，主要提供了同一地区三个不同时间段的数据（免费数据），如图2所示，由此可以清晰地看出该地区的海冰覆盖。

在数据的预处理阶段，主要是上面三景数据进行预处理。此时结合操作软件ENVI，讲解坐标系的定义、图像的几何纠正、图像的剪裁等。但是为了更好地理解这些操作的目的及原理，需要学生掌握遥感的成像原理、地物光谱特征和大气对辐射的影响等。

在数据的特征提取阶段，为了更好地监测海冰的边界等信息，需要对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等。同样结合ENVI操作，在学习理论知识的同时，熟练其操作工程。最后根据不同的要求，对监测结果以出图或报表的形式数据。

四、结语

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革，使得遥感教学从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来，激发学生的学习兴趣，进而激发他们学习的主动性和创造性；通过实际海洋灾害案例的设计，培养学生海洋意识，从根本上提高教学质量，全面培养学生的实际应用能力和解决海洋问题的能力。

参考文献：

[1]白淑英，沈润平，王莉，等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革[J].中国科教创新导刊，2009，（26）：174.

[2]陈述彭，赵英时.遥感地学分析[M].北京：测绘科学出版社，1989.

[3]张飞，买买提・沙吾提，丁建丽.《遥感概论》精品课程的“教学与科研互动模式”探索[J].科技创新导报，2011，（3）：174-174.

[4]熊勤学，朱建强，尚正春.遥感与信息技术探究型自主学习网站设计与开发[J].安徽农业科学，2010，38（22）：12255-12256.

海洋测绘的主要内容篇2

关键词：海洋测量；测量技术；现状与展望

中图分类号：P229文献标识码：A文章编号：

引言：

海洋测量主要是为了精密测定和描述海洋几何场和物理场的重要参数，从而为人类开发海洋，利用海洋资源的活动服务。随着科学技术的进步，特别是卫星技术、电子技术、计算机技术及信息获取手段的改进和发展，海洋测量突破了传统单一的海道测量范围，相继出现了相对独立的海洋控制测量、海洋工程测量、海底地形测量、海洋重力测量、海洋磁力测量等。

1.海洋测量的现状

海洋测量按性质可划分为物理海洋测量和几何海洋测量两类。

1.1物理海洋测量

物理海洋测量是对海洋底部地球引力场和磁力场等物理场性质的测量。海洋测量必须以海洋物理知识作为基础，其主要测量方法有海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量和海底热流测量4种，此外，海洋电法测量和海底放射性测量尚处于试验阶段。物理海洋测量按照原理、技术和方法及其应用划分，包括海洋重力测量、海洋磁力测量及海洋水文测量。

1.1.1海洋重力测量

海洋重力测量是对海域重力加速度进行测定。在进行重力测量时，由于海水的不断运动，会产生各种干扰加速度，受到的主要扰动影响有：水平加速度和倾斜影响、垂直加速度的影响、交叉耦合效应的影响、厄缶效应的影响。近年来，各种高新技术在海洋测量中的应用，海洋重力测量的技术水平有了较大提高：重力仪测量系统的主体技术不断改进，消除了交叉耦合效应的影响；采用硅油阻尼代替空气阻尼，提高了仪器的抗震性和抗干扰性；DGPS(DifferenceGlobalPositioningSystem，即差分全球定位系统)的广泛应用，提高了重力测量中的导航定位精度；光纤陀螺技术的使用，提高了平台的灵敏度、稳定性和使用寿命；卫星测高技术的不断推广，提高了重力测量资料的精度和分辨率；数字化控制重力弹簧或摆的调平、平台的调平，使仪器正在向小型、轻便和高效率的方向发展。

1.1.2海洋磁力测量

海洋磁力测量是对海上地磁要素进行测定。海洋磁力测量按照测量内容可分为海洋磁力仪和海洋磁力梯度仪。早期时，曾使用饱和式磁力仪，目前，多使用质子旋进磁力仪、光泵磁力仪及铯光泵磁力梯度仪和质子旋进式磁力梯度仪。光泵技术的使用，消除了日变和海岸效应的影响，提高了测量的灵敏度、稳定性和可靠性；DGPS、压力深度仪、超短基线定位系统、浪潮仪和ADCP(AcousticDopplerCurrentProfilers,即声学多普勒流速剖面仪)等辅助设备的采用，提高了定位精度和环境噪声改正精度。

1.1.3海洋水文测量

海洋水文测量就是对海洋水文要素进行测量，为水下地形测量、水深测量以及定位提供必要的海水物理、化学特性参数。随着海洋科学的发展，在现代的海洋水文测量中，出现了多种新的观测手段及其相应的探测仪器。走航式温盐深计可以在动态海水里获取不同水层的温度和盐度，为研究海洋温度及盐度的分布规律提供了丰富的数据资料，突破了点测量的局限。透明度仪的使用提高了观测的精确度和准确度。遥报潮位观测和GPS在航潮位测量方法的出现，在很大程度上提高了潮位观测的自动化和精确性。目前通过测站式或ADCP测定海流的流速和流向，加快了测量速度，提高了测量精度。

1.2几何海洋测量

几何海洋测量是对海洋表面、海底及其相邻海岸的几何形状的测定。主要包括海洋大地测量、海洋定位测量、水深测量、海底地形地貌测量、海洋工程测量。

1.2.1海洋大地测量

海洋大地测量是研究海洋大地控制点（网），确定地球形状，研究海平面形状的科学。海洋大地测量的主要工作是建立海洋大地控制网，为水面、水中、水底定位提供已知位置的控制点，海洋控制网包括海岸控制网、岛-陆、陆-岛控制网及海底控制网。海岸控制网的建立与常规的陆上控制网相同，可采用传统的边角网和GPS控制网。卫星定位技术的出现，实现了陆-岛和岛-陆控制网的联测，也实现了远离大陆水域的水上定位和水下地形测量，并将其测量成果纳入与大陆相同的坐标框架内。海底控制网是通过声学方法建立的，一般布设为三角形或正方形结构，水下控制点为海底中心标石，其标志采用水下答应器（或称声标），水下答应器的位置通过船载GPS接收机和水声定位系统联合测定，即双三角锥测量。

1.2.2海洋定位测量

海洋定位测量是海洋测绘和海洋工程的基础。随着电子经纬和高精度红外激光测距仪的发展，可按一方位一距离极坐标法可为近岸动态目标实现快速定位。全站仪由于自动化程度高，使用方便、灵活，当前在沿岸、港口、水上测量中使用日益增多。GPS定位系统是目前海洋测量的主要定位手段。水下定位普遍采用声学定位系统，水声定位系统的工作方式很多，最基本的有长基线定位系统、短基线定位系统和超短基线定位系统。目前我国已经研发了水下DGPS高精度定位系统用于水下定位，该设备首次利用GPS解决水下设备导航和实时三维定位问题，并提供亚米级的定位结果。

1.2.3水下地形测量

海底地形测量，首先进行海岸或海底平面、高程控制测量，然后进行海底地物、地貌的探测。随着GPS高精度定位技术在海洋测量中的应用，水下地形测量的导航和定位精度得到了进一步改善。多波束测深系统具有测量范围大、速度快、精度高、自动化等诸多优点，将测深技术进一步发展到立体测图和自动成图。随着声学、干涉技术及计算机技术的发展，出现了高精度高分辨率侧扫声纳系统，使得海底地形地貌的勘察更加详细。遥感海底地形测量具有大面积、同步连续观测及高分辨率和可重复性等优点，遥感技术的应用使海底地形测量技术取得了重大进展。

2.对海洋测量的展望

海洋是地球的一个重要部分，而我国是一个海洋大国，我国海洋测量未来主要应向以下几个方面发展：

2.1服务对象将向全方位、多层次服务转化

20世纪海洋测量的服务对象主要是保障海面航行船只的安全，今后海洋测量的服务对象将不断扩充。海洋测量的基准面也将逐步与陆地地形测量基准面统一，建立以海洋大地水准面为基准面是势在必行的，因此，未来海洋测量技术的主攻方向是：继续研制新型精密的测量仪器设备；统一陆地和海洋地形基准面；精化海洋大地水准面。随着信息化技术的高速发展，多种海洋测量数字产品、数据库和地理信息系统将集成一体，为多学科的多种使用目的提供全方位服务。

2.2信息获取和表示将向集成综合式转化

未来无论是信息获取还是信息体现都会以多系统集成为主体。在信息获取领域，一个系统多种功能的集成和多个系统的有机集成是未来海洋测量发展的必然趋势，将各种测量系统的优点集成在一起，会使海洋测量技术发生突飞猛进的发展。在信息表示领域，多源、多分辨率信息的有机集成也是发展的必然趋势，将通过各种途径获取的信息有机结合起来，从多角度、多层次、全方位地展现海洋的全貌。

2.3信息服务形式将由三维静态向四维动态转化

随着科学技术的发展，未来社会对海洋测量成果的需求将趋向动态变化和实时性。因此，研究海洋几何要素和物理要素的时变规律十分重要，尤其是对海洋潮汐现象的全面、透彻研究。电子海图显示系统的发展，使得电子海图的显示由最初的二维显示到三维显示，继而发展到迭加潮汐预报的实时四维动态显示。目前我国的电子海图还不具备迭加水文气象要素的功能，但可以预料，电子海图的功能将日趋完善。

3.总结语

近年来，我国的海洋测绘在理论研究、技术应用和人才培养机制等方面均取得重大进展，尤其是基础理论的研究逐渐深入，应用技术研究贴近生产实践，在满足国民经济建设和国防建设中的作用越来越重要。未来我国的海洋测绘必须进一步拓宽领域、加快速度、提高精度,在现势性和时效性方面有一个重大突破,全方位、全过程、多层次、多环节提供动态化的信息服务,更好地为国防和国民经济建设作出贡献。

参考文献：

[1]赵建虎,沈文周,吴永亭,等.现代海洋测绘[M].武汉:武汉大学出版社，2007.

[2]毕永良,孙毅,黄谟涛,等.海洋测量技术研究进展与展望[J].海洋测绘,2004,24(3):65-70.

[3]刘雁春,暴景阳,李明叁.我国海洋测绘技术的新进展[J].测绘通报,2007(3):1-7.

海洋测绘的主要内容篇3

关键词:水下地形测量;无验潮法;航道测量

中图分类号:U612文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)15-0037-02

实时动态测量(RTK)技术在陆地测量和放样中的应用已经比较成熟,在海洋测量和海洋工程中的应用也已经兴起。RTK在水深测量上的应用分为两大类:无验潮方式和验潮方式。本文主要介绍无验潮方式的应用。

无验潮方式就是在测量船上直接用RTK测出某点的三维坐标,而不需要岸上人员观测水位,它在水深测量中有着独特的优越性。特别是在海洋的大面积水域测量中,由于水位存在坡降比,要测区内按距离分块设几处水位观测点。每个点至少要配一个工作人员。这样不容易求出准确的水位数据,且工作效率不高。而无验潮方式改进了测量工序,减少了测量人员,提高了工效。此外,RTK测量高程精度的提高也为这种模式提供了技术上的保证。

一、无验潮水下地形测量基本原理

当前RTKGPS技术的实施方式是,利用GPS基站和流动站,进行平面和高程观测。假定:相对于某项目的高程基准面,流动站的天线高为H2,换能器的瞬间高程为H3,水底点O的高程为H0,H为测深仪测出的水深值(图中的-H0表示大小和H0一样,但方向相反)。

假设换能器长度为L,由图1中可以看出:

H3=H2CH1-L

H0=H3-H(1)

根据(1)式求出H0,测点的平面位置由RTK实时测出,则水下地形测量的目的已经达到了。上述测量方法集潮位测量与水深测量于一身,直接获得水底点的高程,操作和实施比较方便、快捷。

二、航道水深测量的应用

水深测量的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式计算机及相关软件等组成。测量作业分三步来进行,即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。

在湘江航道测量中,为满足航道整治施工图使用的需要,根据项目设计要求,需对该水道进行1∶2000水下地形图测量。测区内早期施测的I、II级导线点和IV等水准点,可以作为1∶2000水下地形图测绘控制点。

作业采用的仪器设备软件有:美国天宝R6双频RTK接收机2台套,其中1台作为岸台(基准站),1台为船台(流动站),SDH――13数字化测深仪1台,便携式计算机1台,中海达海洋导航测量成图软件1套和南方CASS7.0成图软件1套。

(一)测前准备

1.进行点校正(求转换参数)。为了保证RTK的定位和高程测量精度,测区周围至少要有3个已知高等级的测量点,且这些点连接的几何图形能够把测区包围在里面。图2是选择A、B、C、D、E五个校正点的情况。

2.建立任务,设置好坐标系、投影、转换参数及图定义。

3.作计划线,在电脑上做好测量断面的布设。

(二)外业的数据采集

1.在GPS控制点上架设岸站,输入控制点坐标。

2.设立岸台后,船台到附近的控制点进行检测,以确保岸台坐标和各项参数输入正确。检测结果符合要求后,方可进行GPSRTK数据采集工作。

3.将GPS接收机、数字化测深仪和便携机等连接好后,打开电源。设置好记录设置、定位仪和测深仪接口、接收机数据格式、测深仪配置。把GPS天线至探头的高度填在天线高处。

4.根据导航指示,沿计划线进行水深数据采集。

(三)数据的后处理

在数据后处理软件中输入绘图水位,将水深文件中的测深仪测得的水深和GPS高程换算成基于绘图基准面的水深。然后和定位数据一起导入成图软件中编辑水下地形图。

在湘江航道测量项目中,同时用验潮方法测量了三段水深。无验潮方法测得的数据经过与之对比,水深差值基本小于0.1m。经过与传统方法的对比,证明无验潮方法是可行的。

三、作业时应该注意的若干问题

(一)有关岸台的问题

1.因为RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术,RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值,相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机。所以:(1)选择地势较高、较开阔的控制点架设岸台,电台天线要尽量高;(2)电源电量要充足,否则也将影响到作业距离。

2.RTK高程要保证精度,所以要精确量取天线高,并设入岸台中。

3.岸台中输入根据已知点坐标转换出来的WGS-84坐标,输入已知点高程。

(二)有关流动站的问题

1.记录要限制为RTK固定解。

2.精确量取天线高(天线至水面的高度),测深仪吃水改正参考同一水面线。

3.差分天线要尽可能的高。

(三)有关绘图水位的问题

湘江绘图水位变化较大,每公里约变化0.2m。所以水深数据换算时分段处理,内插绘图水位数据,保证段与段之间的绘图水位差值小于0.1m,这样每个绘图水位控制的换算范围约为500m。

四、无验潮水下地形测量的优劣性

(一)与传统的验潮法相比,无验潮水下地形测量特有的优势

1.无须验潮数据,减少工作量。验潮法需要专门的人员测量水位或者到相关部门获取测量时段的水位数据。无验潮法只需在采集水深的同时在同一台电脑上采集GPS三维数据,这样起码可以减少一个读水尺的工作人员,还不需建一个或多个验潮站。每个水位都同步、精确,提高精度。GPS高程数据更新速度达10Hz,每个水深点都对应精确的水位值,无须内插或外推整个区域的水位。

2.减少浪涌等引起的误差。验潮法测量中由于浪涌影响,探头上下起伏使得测得的水深有瞬时误差,在最终的数据中无法消除。而无验潮法是通过GPS天线高程来推算水下高程的,天线与探头的相对位置固定,无论船怎样上下波动都不会改变处理后的水下高程。

3.数据处理方便、快捷。由于所有的数据都采集到一个文件中,并且存在计算机中,减少获取和编辑潮位数据的时间,能即时进行后处理,编辑水下地形图或断面图。

(二)与传统的验潮法相比,无验潮水下地形测量的缺点

另一方面,相对而言无验潮水下地形测量的缺点是:必须用RTK型接收机,这种接收机价格相对高一些。

五、结论

随着GPS-RTK技术的不断发展,GPS-RTK所测得的高程数据更可靠准确,而且其覆盖范围大大提高,使其应用前景更加广阔,尤其是对于在宽大的河口进行施测作业,因为在这种地方潮位的变化非常大,实际的潮位值和验潮的观测值之间的差值较大。利用无验潮技术进行水深测量,使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效,所以不失为一种先进的测量技术,值得在航道水深测量乃至其它水下地形测量中推广。

参考文献

[1]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS卫星测量原理与应用[M].武汉测绘科技大学出版社,1998.

[2]吴子安,吴栋材.水利工程测量[M].测绘出版社,1993.

[3]胡家明.水上测量新技术[M].北京:人民交通出版社,1984.

海洋测绘的主要内容篇4

【关键词】GPS；海洋测量精密定位；水深测量；数字测深仪；差分定位技术

随着经济的繁荣以及社会的巨大发展，人类认识和改造自然的能力在不断增强，对于这样的进步，人类不再满足于对于陆地的探索，对于海洋的关注也越来越深入。在大海的考察和测量之中，我们能够比较深入的对人类无法触及的海洋领域进行了解，进而开发出有利于人类进步和发展的海洋资源，促进人类的进步。本文通过海洋测量技术的深入分析，最后给出了关于海洋测量的一些体会，希望对于海量测量事业提供一定的帮助。

1、在海洋的测量中关于测量基本技术的具体运用

GPS测量技术在海洋探索的测量事业当中得到了广泛的使用，能否将这项事业贯彻进去，能否灵活进行运用关系着对于能否促进海洋事业的发展起到重要的作用。关于GPS技术的具体运用有很多需要注意的事项，具体有以下四个方面：第一，需要的海洋测量的过程中考虑安全问题，在对海洋的探索过程中，安全问题是最重要的问题，如果没有很好的安全保障是无法对工作进行开展的，所以海洋测量事业首先需要注意的问题就是海洋测量的安全问题。第二，需要注意对于GPS技术的数量操作，对于掌握这门技术的工作人员，需要对工作进行综合的把握，将不熟悉的事项进行一一了解，在工作当中能够灵活运用。只有娴熟的工作技能才能够在工作当中将这一技术进行贯彻，熟练的技术是海洋测量的重要内容。第三，在海洋测量的过程中，需要运用对计算机技术进行灵活掌握，只有熟练的计算机技术才能够将工作落实下去，所以工作流程和工作的方法是海洋测量中非常重要的内容。在具体的工作当中需要将所有的工作内容非常熟悉的掌握只有数量的工作方式才能够促进工作高效有序完成，促进工作的进一步发展。

2、关于GPS技术测量水深具体办法的介绍

2.1关于基本的水深测量技术

多波束水深测量系统是关于水深测量技术的基本的操作方法。只有将这项技术进行系统掌握才能够促进睡神来测量技术的发展。相对而言，这项测量水深的技术对于水深测量更加实用，更加能够促进水深测量技术的发展。在具体的操作流程当中需要对这项技术进行研究，将工作内容进行系统的规划，只有完善的工作规划才能够促进水深测量技术的深入应用。在工作当中需要对水深测量的具体工作进行统一的调配，将适合的岗位匹配给适合的工作人员，只有合适的工作搭配才能够促进GPS定位系统的深入广泛的应用。因此，水深测量技术这一方面对于工作人员的工作开展有很大的帮助，能够促进海洋探索事业的进步。

2.2关于数字测深仪和GPS技术应用的介绍

2.2.1水深测量的作业方法和应用措施

（1）关于对海洋水深进行测量的准备工作：第一，首先需要对工作人员的工作技能和工作状态进行把握，只有合理的工作流程才能够促进水深测量技术的发展。

（2）对于数据的收集和整理。关于在具体的数据收集中需要注意对于GPS技术的合理操作，对于掌握这门技术的工作人员，需要对工作进行综合的把握，将不熟悉的事项进行一一了解，在工作当中能够灵活运用。只有娴熟的工作技能才能够在工作当中将这一技术进行贯彻，熟练的技术是海洋测量的重要内容。只有娴熟的操作技术才能够保障数据的准确和可靠。

（3）关于数据的分析。只有对工作人员的基本情况有比较大的了解才能够促进工作的发展。在数据分析方面需要有关的人员对工作的基本内容进行全面的掌握并负责和耐心的将数据进行归类和整理。在工作当中需要对水深测量的具体工作进行统一的调配，将适合的岗位匹配给适合的工作人员，只有合适的工作搭配才能够促进GPS定位系统的深入广泛的应用。在数据分析方面需要分配合适的数据研究人员和数据分析人员。

2.2.2关于GPS-RTK水深定位分析研究

采用动态GPS-RTK方法，先参数求解，再进行坐标比对。将基站摆设在地势较高的山头或房顶上，移动站实地测得各个已知点的坐标，用坐标转换软件求解出测量范围内坐标系的转换参数（四参数）。

3、水深测量误差来源及精度分析

水深测量工作中采用无验潮方式时，由于RTK高程的可靠性、船体的摇摆、同步时差、采样速率等因素会极大地影响测量结果精度，这些误差要比RTK定位误差高出很多，这一情况严重地制约了提高无验潮方式水深测量精度。

3.1RTK高程可靠性

在测量水深的过程中，RTK高程的可靠性问题是一个不可避免的问题。在作业之前，可以比较人工水准观测与使用RTK测量的水位，对其可靠性进行判断。要想保证作业的精度，可以利用已经采集的RTK高程信息数据，提前绘制水位曲线图。对曲线的平滑程度进行仔细的分析，寻找RTK高程是否存在部分点或单个点急剧降低或升高的情况，然后对个别高程点出现的错误信息进行修正。

3.2船体摇摆姿态和动态吃水的修正

可用电磁式姿态仪修正船的姿态，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、纵摆和横摆等参数都可以通过姿态仪可输出，借助专用的测量软件可以修正这些参数。动态吃水改正是船体自重下沉加上测深船的静态吃水深度和颠簸的总和，得到的是一个不定值，往往都是平均值。

3.3延迟级采样速率造成的误差

瞬时采集的密度和精度受到GPS定位输出更新率的影响。目前，采用RTK方式一般情况下都可以达到20HZ的GPS输出率，而不同品牌的探测仪在输出速度上存在很大的区别。数据输出的延迟也差距很大。因此，水深数据的测量时刻和定位数据的定位时刻的时间差导致定位延迟。可以在校正延迟中进行修正，修正量可以使用经验数据，也可以利用计算斜坡上往返测量结果得到的数据。

4、GPS技术应用于海洋测量的几点体会

（1）GPS技术的精度较高，且作业不受距离的限制，适用于大规模水下地形监测等多种海洋测量应用中。

（2）GPS技术极大提高了海洋测量的成果与质量，且不易受到人为因素的影响。整个操作过程全部采用电子技术和计算机技术，可实现自动记录、自动平差计算、自动数据预处理。

（3）在海洋系统的建设测量中，也可直接应用GPS技术进行实地、实时放样，以及导线控制测量、点位测量等。

（4）目前，GPS技术主要应用于定位与导航，但是GPS高程测量的精确度比较低，应用范围狭窄。因此，提高GPS高程测量的精确度，是未来发展的关键。

5、结束语

在海洋精密定位和水深测量工作中，利用GPS技术有着极大的优势，具有很高的应用价值，应该广泛的进行推广。特别在近海海洋和内陆水域测量中有着广阔的发展前景。在利用GPS技术的过程中，还需要对船只在水深测量的吃水改正、浪涌改正、姿态改正，以及测深仪测深时与导航定位软件记录数据的同步性等方面进行深入的研究，更好地为我国的海洋资源的开发工作服务。

参考文献

海洋测绘的主要内容篇5

关键词：GPS-RTK技术；海洋测绘；应用

近些年来，GPS-RTK技术取得长足进步，在地形测量、工程测量以及控制测量等领域中都得到广泛应用。从某种程度上讲，GPS-RTK技术可以称之为测绘领域的一场技术革命，具有里程碑的重要意义。海洋幅员辽阔，视野开阔，因此GPS-RTK技术特别适合海洋测绘。海洋测绘作为测绘领域其中一部份，也因GPS-RTK技术运用而起到翻天覆地变化[1]。

1GPS-RTK技术的理论和参数求取

1.1GPS-RTK定位原理及关键技术

GPS-RTK相比较于常规方法的优势在于它可以在野外实时获取cm级的精确度，而不像其他测量方法需要再进行数据解析后才能够得出cm级的精度。这是因为GPS-RTK采用了新的方法，载波相位动态实时差分是在测量上GPS运用的一个重大突破，可称为里程碑。GPS-RTK技术是基于载波相位动态实时差分发展出来的一项测量技术，能够极大地提高作业的精度和效率。在这种测量模式下，GPS-RTK基准站首先收集好观测坐标，通过数据链接，最终将观测值发送到流动站。之后，进行GPS观测数据采集，将数据进行系统录入，系统将其组合成为差分观测值，然后对观测值进行处理，从而迅速给出cm级的结果。搜集、计算、整合、输出结果总共用时不会超过1s。作业的时候，状态是运动或者静止这都没有关系，可以在动态环境下直接开始模糊计算，也可以在静态下进行初始化后，再进入作业。GPS-RTK技术进行观测值的追踪时，需要四颗以上的卫星同步工作，这样才可以绘制必要的集合图像，使实时定位结果的给予成为可能。这项技术的核心就是数据的处理和传输，这两项技术是GPS-RTK技术的关键技术，基准站要在要求的时刻将相关数据透过数据传输传送到流动站上面，对于波特率的要求较高，波特率一般要达到9600，但是这种波特率是可以容易实现的[2]。

1.2GPS-RTK参数的求取

根据GPS-RTK技术原理，各个数据的采集、接收、处理使用的都是WGS84坐标。使用相同的坐标可避免数据混淆，确保数据精确。参考站的起点固定在一个坐标上面，并同时计算发生的变化，利用电波进行实时传送，流动站接收这些经过电台传送的WGS84坐标，并进行处理，条件符合时，就能够得到相应的结果。这样，流动站便可与参考站保持数据同步，由此得到高精度的WGS84三维坐标。把现在坐标和原来坐标的转换参数求出，便可以符合到需要的点上。坐标系也不一样，测量和实际使用的坐标系要进行转换。

2GPS-RTK技术在海洋测绘中的应用

2.1GPS-RTK技术在海面上测绘的实施

海域面积测绘应当严格按照《海域使用面积测量规范（HY070-2003）》的规定实施。海域使用有不同用海类型，不同用海类型界定具体的用海范围，例如港口、航道、路桥、养殖及填海造地工程等的用海范围界定，还要参照《海籍调查规范》的要求进行范围确定。在开展海域面积测量，GPS-RTK技术就不再依赖用海项目的控制点，也不用控制点通视。移动站在目标位置直接进行测算。在开展海域面积施工放样方面，RTK差分技术与以往放样过程完全不同，放样数据直接由手薄计算机计算输入，同时移动站可以直接指出测量的移动方向和目标位置[3]。在目标位置上，移动站手薄显示数据符合放样精度时，会自动提示测量者已成功放样，并指导下一步施工。RTK差分技术可以反复作业，不必重复输入设计数据，不必担心数据计算或输入粗差。从而代替了从高级控制点做导线引入控制点的繁杂程序。

2.2GPS-RTK技术近海航道水下地形测量的应用

水下地形勘测是海洋测绘工作的一项重要内容，但由于作业环境的特殊性，实施水下地形测量比水上海域面积测量的难度要大许多，因此需要结合实际情况采取相应的定位方法。一般实践中使用较多的主要有回返水声定位、GPS卫星定位以及无线电测量定位等。有时需要几个方法结合使用才能完成测量工作。目前开始尝试将GPS-RTK与测深仪联合作业，应用在水下地形测量工作中。此种GPS-RTK定位技术的应用主要涉及以下内容：1）选择近海岛屿设置数据采集基站，应用现代化先进技术，并在测量船中安装接收机及相应的探测设备；2）利用GPS导航实施定位，借助预先设定的机器依照操作人员指令每间隔一定时间向水下发出超声波，通过对发射回来的声波进行分析，得出海洋数据及定位结果。以水下地形测试实例，所设置的测深线与航海道之间保持互相垂直关系，沿航海道布置相应的检查线路。利用徕卡gps1230以及海达hd27数字测深仪实施平面定位，仪器所支持的有效距离为30km，在此范围之内可以确保0.25m的动态精确值[4]。

此次水下地形测试所使用的是本文所探讨的GPS-RTK实时动态定位技术，探测所欲达到的目的是：按照1∶2000的比例绘制所测量航道的水下地形图，并且在测量过程中确保作业范围不超出15km，同时应确保相关数据实时同步，基站与卫星之间的联系状况正常，接收站保持高效运行状态，具体数据借助船上设备进行采集和保存。密采水深是数据的特点，一旦发现所收集到的相关信息存在虚假信号情况，应及时进行删除，同时在数据不清晰的地段实施二次测量。如果实施再次测量所使用的是haidanav28海洋测绘软件，第一步应对坐标进行修改，并对水位相关信息进行调取，在调整完毕方案的基础之上对软件进行启动，进入自动测量过程。

2.3近海航道水下地形测量

水下地形测量海洋测绘的内容之一，在沿海属于海洋范围的水下地形勘测。因为种种原因，增加了水下地形测量的复杂性，比如说：海洋面积广阔；天气状况多样；洋流的影响等等，所以海上定位需要视情况使用不同的定位方法。其中常用的有以下几种：回返水声定位；无线电测量定位；GPS卫星定位等。有时候一个测量过程要综合使用以上的测量方法，才能得出结果。近年来，在南海地区的水下地形测量上，我国使用了RTK和GPS两者结合的数字勘测技术，对GPSRTK定位技术的使用和推广，做出了有益的努力。这种GPSRTK定位技术的使用有这几个方面：在近海的岛屿上建立采集数据的基准站，使用高新技术保证海上定位的精确度，测量船需有接收机以及探测的仪器。然后，使用GPS导航，进行定位，间隔相同的时间段，由设定好的机器按照工作人员的预设，对水下发射超声波，分析反射回来的声波，写下计算出来的海洋数据，以及当时定位的结果。

3结语

通过大量的实践，发现在RTK方式出现之初不适宜立即进行具体的测量工作，需要在GPS处于稳定状态大概20min的时候才是开展测量工作的最佳时机，这样可以实现对测量误差的有效控制。进入记录数据之后，在工作保持正常状态的情况下，对记录方式无特殊要求，采取何种记录方式的影响不大；需要注意的是，电台传输信号是由距离限制的，大量的实践表明，如果没采用CORS系统GPS-RTK的范围应当控制在10km范围以内，一旦超出这一范围就会影响到解算速度及精准程度。在海洋测量工作中引入GPS-RTK技术的最大的优势在于，即使出现台风或大浪等较为恶劣的天气也不会对测量工作造成影响，此外也不同考虑通视以及地形等方面的因素，相比较于传统的测量方法，工作效率有显著提升，并且还可以有效节约人力资源，实现了对成本的有效控制。

参考文献：

[1]陈文.研究GPS-RTK在海洋测绘中的应用[J].科技风，2013，12：82.

[2]万杏官.GPSRTK在海洋测绘中的应用[J].珠江水运，2013，10：93-94.

海洋测绘的主要内容篇6

无论是对于军事，还是对于海底资源开发而言，掌握海底地形都显得极其重要。但是如何才能“窥探”并准确地绘制出海底地形图呢？

听音辨物――海洋声呐

科学家研究发现，声波在水中传播的衰减很小，如果在深海中爆炸一个几千克的炸弹，在几千千米以外还能收到信号。根据这样的原理，1906年，英国海军的刘易斯・尼克森发明了一种“水听器”，可以借助它收听水中的声音，据此发现海洋中的冰山，防止轮船相撞，这就是所谓的声呐。

随着研究的不断深入，科学家发现，如果在海洋中从船底定时向海底发射声波，当它碰到海底时，就会反射回来被船上的仪器检测到，通过计算可以得出海底的深度，连续的航行和连续的测量就可以慢慢绘制成海底地形图了。

世界上第一幅有关海洋底层的地图是1967年出版的。从地图中可以看出，海洋的底层由许多海沟和山脉构成。这些地图表面上看起来绘制得十分精细，但实际上图中包含着许多推断的内容，因为海洋面积广袤，无法准确测量每一处。所以，国际上在综合考虑海底地形、气象、洋流等多种因素，划定了许多条有利的海洋航线，这种航线都有较为准确的勘探资料，航行时可避免搁浅或触礁。

管中窥豹――海洋钻探

无论是陆地还是海洋，钻探始终都是最直接的勘察手段。尽管有人说它犹如“大海捞针”，但这种最直观的方法不仅可以探察到海水深度，还可以取出海底的岩心，作进一步的地质研究，达到“见一斑而窥全豹”的效果。

1961年，美国派出了“卡斯1号”钻探船，在东太平洋开始了人类有史以来的第一次深海钻探，钻杆穿过了3558米深的海水，然后继续往下钻，钻到洋底以下最大深度183米。

之后的几年里，国际上纷纷开展类似活动。1968年8月开始，多个国家共同参与实施深海钻探计划，截至1983年11月，“格罗玛・挑战者号”钻探船在太平洋、大西洋和印度洋624个站位上钻井1092口，取得岩心累计长达97000余米，不仅取得了丰富的海底地形资料，还验证了海底扩张学说和板块构造学说，成为海洋地质科学史上的一大功臣。

下海探宝――海洋深潜器

深潜器，是一种具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置，通常是由母船沉放到海底进行观测和取样。迄今为止最著名的一次人类深潜活动是在1960年1月23日，美国的“的里雅斯特号”潜水器成功地在太平洋马里亚纳海沟载人下潜到深度为10916米的海底，夺得了下潜深度的冠军。

2012年3月26日，世界著名的3D电影《阿凡达》的导演卡梅隆单枪匹马乘坐一台长约7米、重11吨的深潜器“深海挑战者号”成功潜入马里亚纳海沟底部，下潜深度达到10898米。他浮出水面后向大家描述他所看到在景象：海底一片荒凉，就像月球表面一样，但还有一些小动物在自由游动。