海洋测绘发展篇1

关键词：GPS；海洋测绘；应用；发展

Abstract: Marine surveying and mapping is a branch of the science of Surveying and mapping. From the name of the branch, we can clearly know, object of marine surveying and mapping is the sea. Marine surveying and mapping not only to acquire and display these elements of their location, nature, form, also includes the relationship and development between them, such as the relationship between the channel and the reef, lighthouse, harbor construction progress, current, temperature and seasonal changes. It is a basic and advanced work, all maritime activities cannot do without the marine surveying and mapping security, especially in developing marine, and utilize the ocean today, more and more important role in marine surveying and mapping. Important differences due to ocean area and the area of land natural phenomenon is the distribution of moment of water movement, there is obvious difference between the land surveying and mapping method and its mapping method, so the terrestrial waters of rivers and lakes of Surveying and mapping, usually included in marine surveying and mapping.

Key words: GPS; marine surveying and mapping; application; development

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、海洋测绘的早期发展

海洋测绘大致可分3个阶段：①20世纪30～50年代中期，开始对海洋进行地球物理测量，包括海洋地震测量、海洋重力测量等。这阶段利用回声探测数据绘制海底地形图，揭示了海洋底部的地形地貌；利用双折射地震法获取大洋地壳的各种地球物理性质，证明大洋地壳与大陆地壳有显著的差异。②1957～1970年，实施了国际地球物理年（1957～1958）、国际印度洋考察（1959～1965）、上地幔计划（1962～1970）等国际科学考察活动，发现了大洋中条带磁异常，为海底扩张说提供了强有力的证据，揭示了大洋地壳向大陆地壳下面俯冲的现象，观测了岛弧海沟系地震震源机制。③70年代以后，广泛应用电子技术和计算机技术于海洋测绘中。

二、GPS技术在海洋测绘领域的应用

海洋测绘主要包括海上定位、海洋大地测量和水下地形测量。在海上定位和水下地形测量中都有GPS技术的应用。

1.GPS技术应用于海上定位

海上定位是海洋测绘的重要工作，在海上作业如果不知道自己的具置，那将是一件不可想象的事情。海上定位通常是通过定位系统，确定船只的具置和方向，主要是用于船只导航，同时也是海洋测绘中不可或缺的工作。GPS技术在海上定位的应用主要包括海面定位和水下定位，水下定位主要是用于水下地形测量。

为了能够获得比较好的海上定位精度，是采用GPS接收机与船上的导航设备组合起来进行定位。例如，在GPS伪距法定位的同时，用船上的计程仪（或多普勒声纳）、陀螺仪的观测值联合推求船位。对于近海海域，还可采用在岸上或岛屿上设立基准站，采用差分技术或动态相对定位技术进行高精度海上定位。利用差分GPS技术可以进行海洋物探定位和海洋石油钻井平台的定位。进行海洋物探定位时，在岸上设置一个基准站，另外在前后两条地震船上都安装差分GPS接收机。前面的地震船按预定航线利用差分GPS导航和定位，按一定距离或一定时间通过人工控制向海底岩层发生地震波，后续船接收地震反射波，同时记录GPS定位结果。通过分析地震波在地层内的传播特性，研究地层的结构，从而寻找石油资源的储油构造。根据地质构造的特点，在构造图上设计钻孔位置。利用差分GPS技术按预先设计的孔位建立安装钻井平台。

GPS技术在海洋测绘中的海上定位中的重要性不可忽视，海洋测绘的大量测量工作都要用到海上定位的数据。

2.GPS技术应用于水下地形测量

水下地形测量是海洋测绘的最基本的工作之一。由于海域辽阔，海上定位颗根据离海岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距、GPS卫星定位等。

水下地形测量主要是海道测量，海底控制测量是确定海底点的三维坐标或平面坐标，而水下地形测量还需要利用水声仪器测定水深。对于近海领域，采用在岸上会岛屿上设立基准站，采用动态相对位技术进行高精度海上定位。在船上安装差分GPS接收机和测深仪。测量船按预定航线利用差分GPS导航和定位，测深仪按一定距离或一定时间按照事先设定自动向海底发射超声波并接受海底的发射波，同时记录GPS的定位结果和测深数据。定位测量和水深测量的数据都有了之后，就可以利用这些电子手簿和计算机、绘图仪等组成系统，测绘水深图和水下地形图等。

三、GPS技术在海洋测绘领域的应用中出现的问题及解决方法

1.出现的问题

由于GPS技术是由美国军方制作并控制的，因此我们在使用GPS数据时就要考虑到数据的真实性和数据的实用性。美国军方可以随时修改我们使用的数据，如果数据不准确一切工作都没有任何用途。

另一方面，由于GPS定位系统是基于美国军方的国家战略研发的，所以其对外开放的彻底性还有所保留，加上整个系统本身研发时的局限性和民用领域的不断延伸，所以同其他测量手段一样，GPS测量误差也不可避免，因此在进行海洋测绘的时候需要注意出现的误差。

2.解决方法

在数据使用的问题上，我们目前还没有什么卫星定位系统可以和GPS卫星定位系统相比，不论是我国的北斗系列，还是GLONASS 全球导航卫星系统或Galileo系统总体功能现在都无法与GPS相比，因此我们要在研发新的系统的同时，还是要使用GPS的数据来解决我们目前的一些问题。

对于GPS测量时产生的误差，我们应该分析产生误差的原因，一般出现的都是系统误差。对于这些系统误差，我们不可避免，因此只能通过一些参数来进行数据结果的修正。另外，还有一部分误差是我们在进行数据转换的时候产生的。因为GPS卫星定位系统采用的是WGS-84坐标系统，而在我们国家一般使用的是北京54坐标系统，因此在使用GPS数据时就需要进行坐标系之间的转换。由于不同的地方的转换参数不同，因此坐标系之间的转换是一项浩大的工程，在转换构成中就会产生一些误差，对于这些误差我们也只能尽量避免。只有这些误差都减小了之后，我们进行海洋测绘的工作才能做的更精细，数据才能更准确。

四、海洋测绘学的新进展

1.海道测量。在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。应用双频GPS动态后处理高精度定位技术建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，显著提高了水深测量成果的精度。

2.海洋重力场与磁力场测量。有关海洋重力的确定，首先研究了建立我国陆海新一代平均重力异常数字模型问题：基于重力场的频谱理论，给出了扰动引力在全球平均意义下的功率谱表达式；推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式；推导了水平重力梯度边值问题的级数解。

对海洋磁力测量的研究，从磁偶极子磁场出发，推导出一个简单的测线间距计算公式。基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布，推导出一个简单的磁力线簇公式。以陆用地磁日变站为基础，结合DGPS系统和浮标技术，自行设计开发数据实时采集与传输系统。采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法，解决了远海区磁测日变改正观测资料问题。

3.空基海洋测绘技术。首先是重点研究了利用有理函数模型实现高分辨率卫星CCD影像的单片定位的方法；其次是提出了一种遥感图像半自动提取建筑物的方法；第三是提出了一种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影像亚像素目标识别方法；第四是针对IKONOS高分辨率卫星影像处理中的不适应性，提出一种更为精确细致的图像融合方法——自适应小波包分析法；第五是从测高卫星飞行轨道的规律出发，提出了采用“距离加权平均”计算正常点海面高的新方法；第六是研究了观测卫星的选择对基线解算质量的影响，提出了提高基线解算质量的人工选星的基线处理方法。

4.海图制图与海洋地理信息工程。首先是提出了基于Circle原理和“优胜劣汰”思想的地图综合新算法；其次是探讨了数字测图中的坐标变换方法，总结了一套作业思路和方法；第三是提出了基于Flash技术制作多媒体电子地图的解决方案及实现过程；第四是研究了一种由计算机自动生成Delaunay三角网的增点生长构造法；第五是实现了MapInfo图形数据在IE中的显示与浏览，从而验证了用VML实现地理空间数据可视化的可行性。

五、结束语

GPS技术已经广泛应用于各个领域，在海洋测绘领域也不例外。对于海上定位，海洋的水下地形测量，GPS技术发挥了很大的作用，我们使用GPS技术让我们在海洋测绘领域的成果更进一步，建立了海洋测量平面控制网。GPS技术的引进改变了传统的测量方法，节省了很多人力物力。

参考文献：

[1]朱道璋.浅析GPS测量的误差及应对措施[J].江西省水利规划设计院.2006.

[2]谢荣安.GPS RTK技术在海洋测绘中的应用[B].广东省地质测绘院.2007.

海洋测绘发展篇2

[关键词]导航 卫星 海洋测绘

[中图分类号] P229 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-139-1

我国作为领土面积世界第三的大国，其水域面积更是达到了270550平方公里。在这样辽阔的一片海域中，有着大量的岛屿，还有约1.8万公里的漫长海岸线。

因此海洋测绘工作便成为了维护我国安全和开发海洋资源的一项重要任务。

不管是海上交通、建设，还是针对海洋环境的保护等等，海洋测绘都发挥着不可替代的作用。

1海洋测绘的方法

海洋测绘是以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。

海洋测绘主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制，测量方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。

在海洋调查中，广泛采用无线电定位系统和卫星导航定位系统。

随着导航卫星技术的不断发展，高精度、广覆盖、全天候、方便可靠的卫星定位技术的应用越来越广泛，在海洋测绘中发挥着越来越重要的作用。

2导航卫星的发展和应用

2.1子午卫星导航系统

伴随着人类历史上第一颗人造卫星的发射成功，人类开创空间技术迎来了崭新的时代。而卫星多普勒定位也应运而生，根据卫星发射的无线电信号，我们可以很明确的确定地面观测站中心的坐标。

而后经过不断的实验，在1963年第一颗子午工作卫星成功升空，而后又相继发射了5颗子午工作卫星，在我们的上空形成了一个子午卫星星座。在子午工作卫星的信号覆盖下，我们可以精确的导航定位海洋上的任何运动载体，还能用于地心坐标、海洋大地等测量。我国于20世纪70年代中期引进卫星多普勒接收机，在1987年形成了覆盖我国整个陆地海洋的定位网，为海洋测绘带来了极大的便利。

2.2GPS和GLONASS卫星导航系统

GPS卫星定位系统和随后发展的GLONASS卫星定位系统作为多普勒定位的升级版，24颗工作卫星覆盖全球，基本做到随时随地高精度定位。

由于GPS和GLONASS卫星定位系统比之前的多普勒定位更加的精密准确，因此在海洋大地的测量和水下地形测量、海界划分、航道渔业测量、海上资源开发利用等都起到了普遍的应用。而双星系统的存在，更好的保障了导航卫星的可靠性。

2.3北斗卫星导航系统

继美国的GPS和俄罗斯的GLONASS全球定位系统之后，我国也着手自主研发并实施了北斗卫星导航系统。

北斗卫星导航系统是由5颗静止轨道卫星和30颗非静止的轨道卫星组成，分为空间端、地面端、和用户端三个重要部分，在2011年12月27日开始为我们提供连续的导航定位与服务。

除了可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并独具短报文通信能力。

北斗卫星导航系统是独立自主、技术先进的导航系统，已经成为我国重要的空间和信息化基础设施，在交通、通信、电力、金融、气象、海洋、国防等领域发挥重要作用。

2.4卫星导航差分系统

随着卫星定位技术的发展，差分技术被广泛应用。卫星定位精度也从最初的米级、分米级到最近的厘米级，使得导航卫星的应用更加广泛。

从1995年开始，中国海事局等15个单位联合在我国各海域建立了一系列航海无线电信标播发台，构成了一个中国沿海RBN-DGPS系统，GPS定位精度达到亚米级。对于海域定位、航道测量、船舶进出港等导航定位，以及海上资源的调查、海上救助、渔业等都有着深远的影响和帮助。而最近几年建设的CORS系统更是将GPS定位的精度提高到了厘米级，极大得提高了海洋测绘的能力和效率。

3展望

我国在GPS应用水平和产业化水平与发达国家还有很多差距，虽然中国也有自己的卫星定位――北斗卫星导航系统，但只能定位自己国家及周边国家和地区，而且民用化程度不高，定位精度也有待进一步提高。GPS系统占据了我国95%的卫星导航产业，其系统体系和产品体系都十分成熟，对我国北斗系统的应用和推广都有着一定的抑制作用。

但是伴随着北斗系统的发展和完善，GPS新技术如单点精密定位、网络RTK等技术的实现和应用，使得我们能够真正的在广阔的海域实现快速而又高精度的动、静态定位测量，海洋测绘将会进入一个新的里程，也将在我国建设海洋强国的道路上发挥巨大作用。

4结束语

由于我国海岸线漫长，海域辽阔，因此岛屿也异常众多。在众多岛屿之中，大约有四百多个岛屿是有人居住的。而且在幅员辽阔的海域下面还包含了大量的石油、天然气等资源，并且我国大部分经济发达城市都处于沿海线上，这众多因素综合在一起令我们不得不重视海域的测绘与管理，也给海洋测绘赋予了更为重大的意义。

而今伴随着信息技术、空间技术的发展，导航卫星定位的精度和可靠性进一步提高，我国自主研发的北斗卫星导航系统全面运行。我国的海洋测绘发展将会迎来一个崭新的局面。

参考文献

[1]翟国君，黄谟涛，欧阳永忠等.海洋测绘的现状与发展[J].测绘通报，2001（6）：7～9.

[2]陈俊勇.全球导航卫星系统进展及其对导航定位的改善[J].大地测量与地球动力学，2009.

[3]张淼艳，张军，朱衍波.卫星导航系统HDOP和VDOP的研究[C].遥测遥控，2009.

[4]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京：科学出版社，2010.

海洋测绘发展篇3

关键词：测绘工程；GPS；静态测量；数据处理

中图分类号：P2文献标识码： A

引言

近些年来，测绘工程中GPS技术取得长足进步，在工程测量、地形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，测量工程中GPS技术可以称之为测绘工程领域的一场技术革命，在工程测绘中具有重大意义，海洋幅员辽阔，视野开阔，因此，测绘工程中GPS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，因此，测绘工程中的GPS技术运用而起到翻天覆地变化，为海洋测绘带来了巨大的意义。伴随着科技的快速发展，海洋测绘的技术设备有了很大的进步与改善，在海洋精密测量定位和水深测量工作中，利用GPS测量技术有着极大的优势，在海洋测绘中具有很高的应用价值，特别在近海海洋和内陆水域测量中有着广阔的发展前景，值得在海洋测绘领域进行广泛的推广。

一、GPS静态测量的原理

(一)GPS定位原理

GPS导航系统的基本工作原理是测量出已知地理位置的GPS定位卫星到用户接收机之间的距离，综合多颗GPS定位卫星的数据获取接收机的具置。其中，GPS导航卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在GPS导航卫星星历中查出，而用户到GPS导航卫星的距离则通过记录GPS导航卫星信号传播到用户所经历的时间，所经历的时间乘以光的速度得到。当GPS导航定位卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码发射GPS导航电文，当用户接受到GPS导航电文时，提取出GPS导航卫星传播的时间并将其与自己的时钟做对比便可得知GPS导航卫星与用户的距离，再利用GPS导航电文中的GPS导航卫星星历数据推算出GPS导航卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知用户的位置，这就是GPS测量技术的工作原理。

(二)GPS测量的方法以及优点

GPS测量方法包括静态测量和RTK测量，本文主要分析测量工程中GPS静态测量。该测量方法是把至少三台双频GPS接收机安置在静态测量基线端点上，保持固定不动，不受测量通视条件的限制，但是需要同步观测四颗以上卫星。GPS测量时可观测多个时段，每个时段进行观测

十分钟到数十小时，最后把观测数据输入计算机，经过结算软件处理得到各点坐标，在GPS技术测量的各种方法中，静态测量的方法精确度最高，具有测站间不需要通视、可以全天候定位、观测时间较短、操作简单、可以提供全球统一的三维地心坐标等优点，也因此GPS技术通常应用于各种工程测量当中。

二、利用GPS进行海洋测量精密定位

（一）海洋测绘的特点

1.在海洋测绘中，GPS测量测站在船上，在GPS测量静态下进行海洋测量。

2.在海洋测绘中，同一空间结构网的GPS测量(坐标、深度、重力等)必须同时测定，无法重复海洋GPS测量。

3.在海洋测绘中，GPS观测受大气影响和海水物理性质影响，GPS测量的精度比陆地上大地测量低。

（二）利用GPS技术精密测量水深

在当前的GPS测量技术水深测量工作中，最常用的测量方法就是运用多波束水深测量系统，相比于传统的单波束采集系统的水深测量工作，在海洋测量中，4次多波束水深测量系统的采样，垂直于航道方向上的波束有很多，不同海水深度的数据都可以直接的获取，因此，能够快速和精确地测量范围内测线两侧多个点的水深，清晰准确地对海底地貌进行全面测量的过程，利用GPS技术定位和多波束水深测量系统测定该点的水深，就能快速的对海底地貌进行。

在水深测量工作中，要精确地测定深度点的平而位置，这项工作简称为定位用测深仪测深时，深度点的平而位置是换能器的平而位置；用测深杆、水砣测深时，深度点的平而位置是测深杆、水砣着底时的平而位置在距岸较近，视觉能分辨日标的距离内，一般可使用光学仪器，如经纬仪、平板仪和六分仪定位测图比例尺为1:10000或更人时，通常用经纬仪或平板仪以前方交会法定位；测图比例尺小于1:10000时，通常使用六分仪以后方交会法定位对于定位精度要求高的

比例尺测图，使用测距系统，如海用微波测距仪定位，或用距离方位法定位对距岸较远的海区，般使用无线电双曲线定位系统定位20旧纪60午代以来，已广泛利用人造地球卫星进行高精度定位这种定位方法以电子计算机作为数据信息处理中心，对卫星的导航信息进行滤波处理，以获得实时的导航数据利用人造地球卫星进行定位可以个天候工作，仪器系统具有个自动、个球覆盖和连续实施定位等优点。

测得水深后，必须进行水位改正把在瞬时水而上测得的深度归算到山深度基准而起算的深度当深度点处的瞬时水而与验潮站在同瞬时的水而高差小超过20厘米时，用该站的潮位观测资料进行水位改正；若高差超过20厘米，则用水位分带法进行改正，即在满足水位改正精度的条件下，根据两个或两个以上验潮站的潮位观测资料，用图解内插或计算的方法，把测区分成若十个区，求出各区的潮位资料，进行分区改正近海测量中，可用模拟法进行水位改正。

（三）GPS技术近海航道水下地形测量的应用

在海洋测绘中水下地形勘测占据着非常重要的位置，但因为水下地形勘测作业环境非常的特殊，在实际的作业中实施水下地形测量的难度也是非常大，所以我们在作业中必要根据水下地形勘测实际情况采取相应的措施进行定位。随着社会的发展，我们在水下地形勘测中经常使用到的是回返水声定位、GPS技术卫星定位以及无线电测量定位等。遇到作业比较复杂的时候还需要将几种方法结合起来，方能进行勘察。现在我们会尝试着在水下测量中将GPS-RTK测量技术与测深仪联合以来一起作业，此种GPS-RTK测量技术分位技术的严禁以下几方面的工作：

1.在海洋地形勘测中，选择近海岛屿设置数据采集相应的GPS测量基站，应用现代化先进的GPS测量技术，并在GPS测量船中安装接收GPS测量机及相应的GPS探测设备；

2.在海洋地形勘测中，利用GPS测量技术导航实施定位，借助预先设定的GPS测量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GPS测量机器发射回来的声波进行援救与分析分析，得出海洋GPS测量数据及GPS测量定位结果。

三、GPS静态测量数据处理

GPS静态定位在测量工程中被广泛应用。尤其在工程测量、大地测量、物探测量等方面，GPS技术己经基本取代了常规的测量方法，成为最主要测量手段和方式。

（一）在GPS测量技术中，计算机通过测量数据线联接主机，把GPS测量数据传输到计算机中。

（二）在GPS测量技术中，通过计算机中GPS测量软件对数据进行基线解算。GPS测量基线解算一般采用差分观测值，较为常用的差分观测值分为双差观测值，即由两个GPS测量测站的原始观测值分别在GPS测量测站和卫星间求差后所得到的观测值。

（三）在GPS测量技术中，要把GPS测量技术信号不好、GPS测量观测时间短、及长短边的数据去掉，采集共同GPS测量时段、共同GPS测量波段的信号好的数据。

（四）在GPS测量技术中，进行GPS测量基线解算。GPS测量基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，进行GPS测量基线平差所采用的观测值主要是双差观测值。

(五)进行网平差和数据处理

在GPS测绘工程中，可以把GPS测绘基线向量作为观测值，以它的方差阵之逆为权，计算各GPS测绘网点的坐标并评定其精度。另外，要做好GPS测绘网平差参数设置，规定较小的单位权重误差，调整GPS测绘网平差期望精度，直到所有指标满足GPS测绘规范要求时数据处理才算完成。

结束语

总之，随着我国社会经济快速的发展，GPS静态测量技术在实际应用中的范围越来越广。通过上述对GPS静态测量的具体分析，我们不难发现，测绘工程中GPS测绘技术在这一领域具有无可比拟的优越性，尤其GPS测绘技术对各种长距离、地形地势极为复杂的测量工程方面具有重要意义。GPS测量技术突破了传统海洋测绘的空间限制,应用范围越来越广,成为了控制GPS测量技术，海岸地形GPS测量，高精度的海洋定位不可或缺的有效手段。

参考文献：

[1]韦友源.信标差分RBNDGPS技术在海洋测绘中的应用[J].沿海企业与科技,2009,09:44-46.

[2]顾斌,董杰,董妍,李菲菲.GPS在海洋测绘中的应用[J].科技风,2010,03:241.

海洋测绘发展篇4

关键词：现代测绘技术;数字化;信息化

随着科学技术的飞速发展,计算机网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前,世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术,数字化信息也正朝着网络化的方向发展,这标志着数字化时代已经来临。近年来,我国经济社会信息化水平不断提高,使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加,数字化基础地理信息已

经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在,我国正处于非常重要的发展时期,要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设以及自然资源的开发利用,这对测绘技术提出更高的要求,同时也

提供了更广阔的发展空间。为此,笔者针对现代测绘技术的作用及发展趋势进行具体阐述。

一、现代测绘技术的作用

1. 在地理信息系统建设中起主导作用

地理信息系统(GIS)主要分为2种,即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术主要为基础地理信息系统建设服务,同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据,必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此,现代测绘技术在地理信息系统建设中起主导作用。

2. 为城市信息化管理提供帮助

测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状、大小、位置以及属性等测定的结果,能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图,其含有极丰

富和详细的地理信息,是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同,其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如,在城市里同一块区域,城市规划建设和土地管理

等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图,因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况,而供电供水部门需要铺设管线,则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。

3. 满足人们对地理位置信息的需求

在现实生活中人们都使用过交通图等地形图,表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分,而测绘资料是绘制地形图的基础,因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料。随着GIS与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合,以及与GPS和遥感技术(RS)的集成,将使空间信息获取和处理更新速度大大加快,使人们能够对空间信息进行适时处理,例如进行车辆定位、手机定位等,从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。

二、现代测绘技术发展趋势

由于计算机技术和信息技术的快速发展,使得测绘技术也得到了较大发展。现代测绘技术呈现的发展趋势主要表现如下。

1. 快速高精度空间定位技术

由于采用了快速高精度空间定位技术(主要指GPS技术),大地测量逐渐由静态大地测量过渡到动态大地测量。动态大地测量使大地测量范围从地球局部区域扩大到地球整个表面,研究对象也从研究地

球表面的几何特征变为研究地球内部的结构和特征,从而使传统的大地测量技术和理论发生重大改革。应用动态大地测量技术还可以精确监测地壳运动和海平面的变化,及时对自然环境变化产生的自然灾害作出准确预报,从而降低人类的损失。

2. 遥感技术

遥感技术主要用来对地球上的大陆、海洋、大气等自然环境的变化进行长期观察和研究。现在,遥感技术正往多种传感器(高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪以及合成孔径雷达)、多频谱、多级分辨率、多时相的信息获取以及快速实时的智能化信息处理的趋势发展,并且遥感技术与遥感制图、地球资源调查等的结合成为今后研究的主要方向。

3. 数字化摄影测量技术

传统摄影测量经过模拟摄影测量和解析摄影测量的发展阶段,现在已经进入数字摄影测量时代。由于数字化摄影测量技术的产业化和商品化,数字化摄影测量系统与地理信息系统的融合极大地促进了测

绘生产过程的数字化,同时数字化摄影测量系统与全球定位系统(GPS)技术的结合实现了少和无地面控制点的航空摄影测量,使繁重危险的野外摄影测量工作变得简单轻松。

4. 地图学技术

现在,地图学已经朝着多层次、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术、地理信息系统技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发

展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合,研发出实用化专题地图设计专家系统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统。

5. 海洋测绘技术

在海洋测绘方面,海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度,研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系

统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标,进一步提高海洋测绘自动化过程,通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库,最终建立海洋测量信息系统。

三、结语

海洋测绘发展篇5

关键词：海洋测绘；垂至基准；高程基准

中图分类号：P229 文献标识码：A

沿海水深的测量、近海水深的测量和海岸地形的测量在垂直方向上均设计到了基准面的问题，目前海洋测绘工作汇中所使用的基准面有2000国家大地坐标系、参考椭球面、1985国家高程基准、大地水准面、深度基准面和平均海面等。当前的海岸地带的地形测量和水深测量都采用的是不同的垂直基准面，所以所测得的数据也因为基准面的不同而不同。这就需要将测量成果的数据通过一定的转换方式达到统一基准上时，才能够将所有的测量数据成果无缝的拼接和合成，进而形成一幅完整的海洋测绘图。

1.海洋测绘中多个垂直基准之间的关系

目前我国的海洋测绘垂直基准是以CGCS2000坐标系作为垂直基准进行深度测量。海洋勘测、海洋开发都必须先建立统一的海洋测绘基准。我国的海洋测绘基准主要问题是因为陆地和海洋不是使用同一基准面所造成的。海洋测量定位手段主要为GPS定位。海洋测量工作及其成果和多个垂直基准面之间的关系如图1所示。

图1当中的H0表示GPS天线与CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也可以成为GPS大地高；H1表示平均海平面至CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也被称为海面大地高；H2表示换能器和海底的垂直距离，主要是用于测量瞬时水深；H3表示GPS天线至换能器表面的垂直高度距离；H4表示CGCS2000参考椭球与海底的垂直高度距离，也被称为海底声纳信号反射面的大地高；ξ表示为大地水准面和平均海面的垂直高度距离，也被称为海面地形；N表示大地水准面和WGS84参考椭球的垂直距离，也可以成为大地水准面差距；L表示为从平均海面作为基准面算出的理论深度基准面数值；h表示深度基准面与海底声纳信号反射面的垂直高度距离，也被称为海图水深。

由上表能够直接得出：

利用H0计算h的主要问题在于需要获取准确的平均海面大地高H1、如果已经了解大地水准面的距离N，则还需要建立大地水准面起算的海底地形高程，即N-H4。当前利用卫星进行测量，然后进行计算所得出的平均海面大地高度的精度在10cm以内。利用该图标内的数据能够利用GPS大地高H0精密的转换海图成果水深h。

2.海洋测绘垂直基准的建立和转换

目前我国普遍都是采用CGCS2000坐标系结合高斯投影的手段对海岸地形和水深进行测量，所以，海岸地形图和海图数字成果能够在以平面的形式展现在统一图表之内，但是垂直方面却具备比较大的差异。因为采用的是2000国家大地坐标，但是海图是使用的当地的标准深度作为基准，所以要想将地形图和海图进行凭借，就务必要求将海洋测绘的垂直基准转换技术熟悉掌握，建立当地深度基准和高程基准的转换模型。

CGCS2000坐标系的定义和实现，参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，坐标系的几点说明如下。图2为CGCS2000坐标系的示意图

原点在包括大气、海洋的整个地球的质量中心；长度单位为米，该尺度同地心局部框架的TCG时间坐标一致；定向在1984.0时和BIH的定向相同；定向会随着时间的演变由整个地球的水平结构运动无净旋转条件保证。由图2所示，原点：地球的质量中心；Z轴：指向IERS参考极方向；X轴：IERS参考子午面与通过原点且同z轴正交的赤道面的交线；Y轴：完成右手地心地固直角坐标系。CGCS2000的参考椭球为一等位旋转椭球。等位椭球（或水准椭球）定义为其椭球面是一等位面的椭球。CGCS2000的参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球既是几何应用的参考面，又是地球表面上及空间正常重力场的参考面。

2.1 水准联测法

利用几何水准测量方式，根据国家3、4等水准测量规定，直接联测2000国家大地坐标系的水准点至验潮站水准点的高差x，可以利用以下公式计算出验潮站的平均海面高程在该公式中，H可以利用常规的测量方法得到。

2.2 固定点比较法

这种测量法主要是通过当地平均海面作为高程基准面的海图或路地图和2000国家大地坐标系为坐标高程准面的同一个海区的现行海图上，发现共同的陆地上固定点，进而了解固定点在使用不同的高程基准面时的高程差。可以在两幅图上，选取多个固定点分别进行计算，将计算出的结果之间进行对比和校验，然后选取最可靠的平均值h，以此便可以极大程度的提高平均海面高程h的准确度和可靠度。

2.3 潮信资料法

将当地的平均海面作为高程基准，再将海图上所记载的验潮站大潮升数减去平均的海面数值，以此便可以得到当地的平均海面起算的平均大潮高潮面的高度，再利用2000国家大地坐标系的现行海图上所记载的同一验潮站的大潮升数值减去平均海面数值，便可以得到2000国家大地坐标系的高程基准起算的平均大潮高潮面的高度。利用以上的两个大潮平均高潮面的高度所得差便是h。在计算h时还需要了解海图的历史和出版年份，务必认真核对海图中所采用的高程基准是否准确；如果海图上记载了多个验潮站的潮信资料，则需要分别将所有验潮站的资料进行计算，将计算所得结果进行校验，核算，选取最可靠的平均值。

根据梁震英的“大地水准面的严密定义和我国高程基准的选择”研究证明，目前我国的平均海面高度是从北向南逐渐提升的，主要呈现3个阶梯型的变化，两个转折点分别为江苏的吕泗，福建省的山东，在每一个阶梯面上，各个海区多年来的平均海面存在微小的起伏，其中最主要的黄渤海海区的平均海面几乎与2000国家大地坐标系保持一致，最大的变化幅度在1cm±2，东海海区的变化幅度为2.3cm±3cm。

结语

海洋测绘垂直基准能够检测海岸地带的地形、沿海水深和近海水深的测量技术，这也就代表海洋测绘垂直基准是目前现代大地测量基准的一项重要“成员”。想要将2000国家大地坐标系作为海平面模型，就必须实现还按地区的垂直基准转换技术，其技术的关键在于计算不同区域的长时间的平均海平面高度h和其理论深度基准L。

综上所述，利用水准联测法、固定点比较法或者潮信法对h进行测量，通过多种测量方法的计算，能够精确地确定平均海面高度h。利用准确、完善和可拼接的高程基准给海岸经济的开发提供保障保障。

参考文献

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[4]周阳.2000国家打底坐标系椭球参数与GRS80和WGS84的比较[J].测绘学报，2013，15（1）：125-127.

海洋测绘发展篇6

【关键词】多波束；海底地形图；绘制

前言

近年来，随着海洋开发力度的不断深入，世界沿海大国在维护国家海洋权益、合理有效开发海洋资源、发展海洋经济、保护海洋生态环境，实现海洋资源、环境的可持续利用发展已经作为各国的发展重大战略。而做好海洋勘察工作，才是海洋经济得以有效发展和保护的基础，海底地形测量又成为海洋勘察工作中的一个重要组成方面。本文将探讨多波束测深系统进行海底地形图的绘制方法，以更好的提高对海洋资源的开发利用和有效保护。

一、多波束系统

多波束测深系统是一种高精度、高效率和高分辨率的测深仪器，其技术是由水声技术、计算机技术、导航定位技术以及数字化传感器技术等多类型高度集成，多波束系统的组成单元组成又分为声学系统、数据采集系统、数据处理系统与辅助传感器这四个部分。多波束测深系统的工作原理是利用多波束测深系统开启波束的触发，经声波发射和接收换能器阵完成声波广角度定向发射、接收后并转换为数字信号，反算出其测量距离或记录往返时间，然后利用定位设备、姿态仪、声速剖面仪与电罗经等仪器设备实现船舶瞬时位置、姿态、航向的测定和海水中声速的传播特性。在同船舶航向垂直的垂面里面同时发射240*1.0度的波束，产生条幅式浓密度水深大小数据，可以精准、及时地测量出沿航线特定宽度条带内水底下目标物的大小、形状与高低大小状况，再由数据处理系统开始计算，计算的数据是声速、姿态、定位、声速剖面与潮位等信息的综合，从而得到波束脚印的深度和坐标，以此精确可靠地描绘出海底地形地貌的地形图特征。多波束系统完全改变了以往测深方法，与单波束回声测深仪进行比较，其优势也非常明显，在测量的横向覆盖范围更广、测量的速度也更迅速、精度与效率也更高，还有记录数字化与实时自动绘图等优势。

二、多波束测深数据处理

多波束测深数据量非常大，要用专业的数据处理工作站和数据处理软件操作。如果在测量进行中存在仪器噪声、海况因素、多波束系统参数没有符合要求的设置，就会造成测量出来的水深不合理或者假信号的出现，形成虚假地形。为了杜绝这些问题的发生，我们需要实时采集的多波束资料给予数据编辑，把假信息删除，以得到真实的数据信息，那就需要做到以下几个方面：

1、数据的预处理。由于数据来源是参差不齐，层次概念模糊不清，就需要对数据进行预处理，在对海洋水深数据中需要做的就是对水深数据编辑和清理前的改正预处理。改正方面主要涉及到水位高低、横摇、声速、吃水、纵摇和时间延迟等方面的改正，如果在外业已经对这些方面进行改正过的，在内业就不需要再改正，假设检查出没改正好的，可以在内业继续改正。然后将测量好的改正参数按数据处理软件的格式输入软件系统进行自动改正。

2、定位数据的编辑和处理工作。定位数据的精度会受到卫星信号质量、信标台信息传送质量和信号盲区或者是天气、海况等多方面的因素影响，造成定位资料出现错误，尤其是偏离真实处的“飞点”状况发生。多波束数据处理软件具有对定位数据的处理功能，如对可疑的导航数据给予剔除，只需要数据处理者对测量的实际情况做参数设置。在具体实例中，我们可以看见当其误差绝对值超过2-3倍中误差时就会被认为是可疑数据，然后进行剔除。但是异常数据占全部定位数据的比例过大时，就要做具体分析，才能处理。

3、水深数据的处理。多波束测量的海底地形会造成误差、界外值、以及失败的检测，检查人员就需要查看这些海底检测，然后做出决定。水深数据处理任务是一个系统过程，主要是采用自动清理与人机交互的方法清理出错误水深，剔除虚假信息，和一些不可能的孤立点、跃点与噪音的剔除，并保留真实信息。

三、海底地形图的绘制过程

海底地形成果图应包含水深地形图、彩色立体图和影象图等方面。利用多波束数据成图比较复杂，多波束数据量非常大，而成果图图载信息又非常少，不可能把全部测量的水深点都绘制到成果图上，这就要对多波束的最原始数据给予处理，根据需要，成图比例尺来压缩数据量，然后将可以反映地形特征的数据信息表达在成果图中。对多波束数据进行网格化处理是对测量结果影响很大的一个过程。网格就是指规则格网（GRID），结构简单、数据存储量不大、计算分析方便有效等方面的优点。而多波束数据量大，利用网格化不仅能提高效率，同时还不损失网格化精度，也有利于地形分析。

通过网格化生成DTM后，也就生成了各自各样的成果图，包括水深地形图、多彩立体图和影象图等的图形。网格内插方法是DTM的最重要方面，对DTM的精度有非常大的影响。多波束网格的炔宸椒ò括距离加权内插法、Kriging内插法和高斯加权平均内插法等方法。无论选择多波束网格的内插方法总哪一种，在确保插值的精度与效率时，要对网格大小，搜索范围大小等方面的参数根据具体数据情况进行设置。如1：1000的图，网格大小为1m。1：5000的图，网格大小为5m。我们所看见的水深图，就是按照比例尺来成图，保证图上1cm有一个水深点，1：1000的水深图，至少10m一个水深点，按照需要进行加密，在网格化时，是图上1mm一个点，可以保证成图的精度。在海底地形图绘制的具体操作时，首先完成数据网格化后，要把grd文件保存或者是转换为MapGIS能接受的数据类型。MapGIS作为一款集图像图形处理、空间分析、数据库管理为一体的文件格式软件，当前只接受SufferV6格式的二进制辱nd文件。等深线和3D阴影图以直接应用DTM生成，3D阴影图的绘制使用SufferV8，让系统自动生成3D阴影图。但是还需要对视场参数做调整，如正交投影，倾斜角=90。，方位角=O。，视场值=1。海底地形图通常的表现形式还是以等深线为主，3D阴影图也只是当做背景使用，以达到增强立体感效果，提高其使用读图效果。如果立体感太强，就会造成等深线的阅读能力降低，所以存调整比例中纵向比例尺寸不要过大。同时在配色上需要多采用亮色，光照的亮度增大一些，以衬托出等深线的效果。可以说用多波束对海底无遗漏的测量，绘制的图对海底地形特征的表达更形象直观，而且也更加的细致、精确。

参考文献：

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海洋测绘发展篇7

关键词：测量技术，数 字化，信息化

中图分类号： TM930.9 文献标识码：A文章编号：

Abstract: this paper mainly introduces the traditional measuring the concept of learning and research objects, measurement of new technology global positioning technology GPS geographic information technology GIS remote sensing technology RS 3 S and digital photography in the measurement of the advantages and the new technology development in national economic construction of survey, design, construction and maintenance of the various stages of applications.

Keywords: measurement technique, number of words, information

随着科学技术的飞速发展 ，计算机 网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前，世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术，数字化信息也正朝着网络化的方向发展，这标志着数字化时代已经来临。近年来，我国经济社会信息化水平不断提高，使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加，数字化基础地理信息已经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在，我国正处于非常重要的发展时期，要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设 以及自然资源的开发利用，这对测绘技术提出更高的要求，同时也提供了更广阔的发展空间。

1、传统测量学

传统测量学是研究如何测定地面点的平面位置及高程，如何将地球表面的地貌及其它信息测绘成图，如何确定地球形状和大小，并将设计图上的工程构造物放到实地上的科学 它的任务与作用包括测绘与测设两个方面 测绘是测定地球表面的自然地貌及人工构造物的平面位置及高程，并按一定比例尺缩放成图，供国防工程及国民经济建设规划设计管理和科学研究用，测设是将设计图上的平面位置和高程实地标设出来，作为施工的依据。

测量学按其研究的对象和应用范围可分为以下几门课程：

普通测量学，研究将地球表面局部的地貌及人工构造物测绘成大比例尺地形图的基本理论和方法的科学，这是测量学的基础。

大地测量学，研究地球表面区域的点位测定以及整个地球的形状大小和地球重力场测定的理论和方法的。

科学摄影测量学，研究利用摄影和遥感技术获取被测地表物体的信息，进行分析处理，绘制成地形图和数字模型的理论和方法的。

科学工程测量学，研究工程建设在规划设计、施工运行、管理等各阶段经行的测量工作的理论和方法的科学制图学，研究将地球表面的点、线经过投影变换后绘制成满足各种不同要求的地图。

2、 测量技术的发展

技术（GIS）遥感技术（RS）及数字摄影测量近些年来，伴随着科学的发展，测量科学也有着巨大的进步，现代数字化技术全球定位系统（GPS ）地理信息技术（GIS ）遥感技术（RS ）及数字摄影测量等各种新技术在测量学中得以研究和应用。

2.1 GPS技术

全球定位系统（GPS ）是美国军方在 1973 年开始发展的新一代卫星导航和定位军事系统，由分布在六个轨道上的21+3个卫星组成，民用限制使用。大约1983年开始用于解决大地测量问题，它的基本定位原理是依据用户和四颗卫星之间的伪距测量，根据卫星在适当参考框架中的已知坐标确定用户接收机天线的坐标信号由卫星发出，基本观测值是信号由卫星天线到接收机天线传播的时间间隔，然后用信号传播速度将信号传播时间换算成距离。按照原理，只要同步观测三颗卫星即可交会出测站的三维坐标 RTK实时动态技术是在 GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的 GPS定位测量方式，是 GPS应用的重大里程碑 RTK测量是将 l 台 GPS接收机安装在已知点上对 GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对 GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用 0TF （运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置 RTK测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图 同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样，因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍房地产测绘数字化测图及施工放样等各种工作中。

2.2 RS技术

遥感（RS ）是不接触物体本身，用传感器采集目标物的电磁波信息，经处理分析后，识别目标物，揭示其几何物理性质和相互联系及其变化规律的科学技术一切物体，由于其种类和环境不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性。遥感技术就是利用物体的这种电磁波特性，通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标及现象，达到识别物体及物体存在的环境条件的技术。

2.3 GIS技术

地理信息系统（GIS ）是在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、贮存、检索、更新显示、制图和综合分析应用的技术系统，它是将计算机技术与空间地理数据分布相结合，通过一系列空间操作和分析方法，为地球科学，环境科学和工程设计，乃至政府行政职能和企业经营提供对规划，管理和决策有用的信息，并回答用户提出的问题。目前 GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘 地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用 GIS 数据库内外一体化测图扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。

2.4 3S 技术

3S技术的集成，是 GPS， RS， GIS技术的发展，并走向集成，是当前国内外的发展趋势在3S技术的集成中，GPS主要用于实时快速提供目标物的空间位置，RS用于实时快速提供地表物体及其环境的几何物理信息，以及它们的各种变化 GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的的平台。

2.5 数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品全数字摄影工作站的出现，加上 GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向 4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。

2.6地图学技术

现在，地图学已经朝着多层次 、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术 、地理信息系统 技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发 展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合，研发出实用化专题地图设计专家系 统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统 。

2.7海洋测绘技术

在海洋测绘方面，海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度 ，研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标，进一步提高海洋测绘自动化过程，通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库，最终建立海洋测量信息系统。

3、现代测绘技术的作用

3.1在地理信息系统建设中起主导作用

地理信息系统 ( GI S )主要分为 2种，即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术 主要为基础地理信息系统建设服务，同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据，必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此，现代测绘技术在地理信息系统建设 中起主导作用。

3．2为城市信息化管理提供帮助

测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状 、大小 、位置以及属性等测定的结果，能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图，其含有极丰富和详细的地理信息，是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同，其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如，在城市里同一块区域，城市规划建设和土地管理 等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图，因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况，而供电供水部门需要铺设管线，则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。

3.3满足人们对地理位置信息的需求

在现实生活中人们都使用过交通 图等地形图，表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分，而测绘资料是绘制地形图的基础，因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料 。随着 GI S与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合 ，以及与 GPS和遥感技术 ( RS)的集成，将使空间信息获取和处理更新速度大大加快 ，使人们能够对空间信息进行适时处理 ，例如进行车辆定位、手机定位等 ，从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。

4、结束语

海洋测绘发展篇8

[关键词]远海； PPK技术；PPP技术；水位改正。

中图分类号：K928.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0167-01

1 引言

水深测量是海洋测量的分支，就测量海域分布而言可分为近岸水深测量和远海水深测量。随着科技的高速发展，人类探索海洋的进程逐步加快。1993年3月10日，美国前总统里根宣布“200海里海域专属经济区”后，美国、日本、英国、法国、荷兰等国都进行了大量的大陆架测绘工作，我国也完成了一定比例尺的大陆架海域水深测量。远海大陆架有丰富的生物水产资源和油气及矿产资源，这些资源的开发利用都离不开海洋水深测量。本文将分析远海水深测量的特点和难点，全面总结影响精度的各种因素，并探讨提高远海水深测量精度的两大关键技术，目的为远海水深测量工程的实施提供参考。

2 远海水深测量特点及难点

近岸水深测量主要满足港口及近岸工程设计施工的需要，而远海水深测量则主要为航海、航运、资源开发提供测绘保障。由于远离大陆，测量船补给、外海风浪条件、避风条件等客观因素将给远海测量带来极大的作业困难。远海水深测量最大的技术难点在于平面控制系统及高程控制系统的设定。随着测绘理论的发展及测绘设备的更新，远距离定位技术不断成熟，但是面对广袤的海洋，仍然存在大量无法获取控制资料的海域。如何在没有控制资料可以利用的情况下开展远海水深测量，并满足一定的精度是本文探讨的重点。

3 影响精度的因素

随着测量设备的发展更新，水深测量定位先后经历了天文定位、六分仪定位、经纬仪定位、无线电双曲线定位、物理测距定位、水下声标定位、全站仪定位、子午卫星定位和GPS全球定位等方法手段。近年来GPS技术在水深测量定位方面应用越来越广泛，影响GPS定位精度的因素主要包括：仪器误差、GPS接收天线多路径效应、卫星几何强度、差分信号发送间断等。

水深测量的特点是测深数据缺少多余观测值，因而测深精度主要取决于对影响水深值的系统误差和偶然误差。主要包括：仪器误差、声速误差、潮位观测误差、船速误差、潮汐、海浪、换能器安装、船只情况等方面。由于远海水深测量区域远离大陆，传统的水位控制方法不能满足，因此笔者认为水位改正是影响远海水深测量精度的一个重要因素。

4 关键技术问题浅析

水深测量的三大重要内容是定位、测深和水位改正。随着科技的发展，海洋测量仪器逐步从单一功能向多功能、从低精度向高精度、从低效率向高效率方向发展，测深精度也随之提高。以下浅析远海测量中的两个重要内容：平面定位和水位改正。

4.1 平面定位

近年来，GPS RTK技术成为水深测量定位应用的主要手段， RTK定位技术基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。不同型号的GPS接收机其基准站与流动站间的作业距离也不尽相同，一般都小于15km。由于受到作业距离的限制，该技术用于远海水深测量定位也受到影响。

欧阳永忠等[1] 应用双频GPS动态后处理高精度定位技术（post processing kinetic， PPK），建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，通过海上试验与传统作业模式作了数值分析比较，表明80km以内动态继续测量数据后处理的精度在大地高方向优于10cm。

近年来出现的精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）技术，利用精密卫星轨道和精密卫星钟差改正，以及单台卫星接收机的非差分载波相位观测数据进行单点定位，可以获得厘米级的精度。唐有国[2]贾登科[3]等结合境外工程的生产实例，对缺少坐标系统的欠发达国家和地区使用PPP技术进行坐标系建立及平面控制测量，并取得毫米级精度进行了研究。李冲等[4]探讨了利用PPP技术进行水深测量的基本原理和作业步骤，从多个方面分析了其精度和可靠性。远海水深测量的作业区域远离大陆，往往没有现成的控制点资料，与欠发达国家的作业情况类似。PPP技术能很好的克服上述困难，有效解决远海水深测量定位问题。

4.2 水位改正

水位改正是水深测量的一项基础性工作，水位改正的精度直接影响最后成图的精度。刘雁春[5]提出了调和常数水位改正法及水位加权改正法，并且提出了三角分带法的完善数学模型。暴景阳等[6]将海道测量的垂直基准理论和水位改正方法综合为统一的水位控制理论与方法体系。

目前，水深测量水位改正可以通过布设验潮站、GPS无验潮测深模式、潮汐场数值预报以及基于余水位配置的潮汐推算等方法予以解决[7]。布设验潮站是近岸水深测量及海洋工程使用最为广泛的水位改正方法。验潮站的具体操作手段包括设立水尺、使用压力式验潮仪和验潮井验潮仪等。GPS RTK无验潮测深模式主要是利用GPS获取定位数据及海面瞬时高程，并配合测深仪水深数据，从而获取海底地形数据的一种作业模式。RTK配合测深仪的无验潮作业模式适用于近岸水深测量，PPK配合测深仪[8，9]及PPP配合测深仪[4]的无验潮作业模式能使用于远海水深测量。王征等[10]研究了