淺談海洋測(cè)量中水深誤差的原因與對(duì)策

1、<p>　　淺談海洋測(cè)量中水深誤差的原因與對(duì)策</p><p>　　摘要：經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，海洋測(cè)繪當(dāng)前已逐步步入信息化發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪的智能化、自動(dòng)化。為了降低水深測(cè)量的誤差，需要采取積極對(duì)策，最大限度的提高測(cè)繪結(jié)果的精確性，才能不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪業(yè)的全面信息化發(fā)展。本文分析了海洋測(cè)量中水深誤差的原因，并探討了對(duì)策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：海洋測(cè)繪 水深測(cè)量

2、誤差 對(duì)策 </p><p>　　我國在海洋測(cè)繪工作中常用的傳統(tǒng)測(cè)量方法，如測(cè)深鉛魚、測(cè)深桿、六分儀和羅盤定位、測(cè)深繩等，很難完成當(dāng)前的各種工作，這些測(cè)量方法效率低下而且精度太差。利用傳統(tǒng)的方法和儀器只能粗略的繪制海圖，很難完成較高要求的探測(cè)工作。在經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程后，海洋測(cè)繪當(dāng)前已逐步步入信息化發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪的智能化、自動(dòng)化，極大提高了測(cè)繪結(jié)果的精確性。在當(dāng)前信息化發(fā)展時(shí)代，海洋測(cè)繪行業(yè)雖然取得了

3、不菲的成績(jī)，但在部分技術(shù)的使用上，還有待繼續(xù)提高，測(cè)深技術(shù)以及GPS技術(shù)均需進(jìn)一步加快發(fā)展步伐，還需要采取積極對(duì)策，對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行修正，統(tǒng)一測(cè)繪坐標(biāo)系，建立完整的GPS無驗(yàn)潮海洋深度測(cè)量作業(yè)模式，加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)系統(tǒng)，并加快測(cè)繪專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，最大限度的提高測(cè)繪結(jié)果的精確性，才能不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪業(yè)的全面信息化發(fā)展。 </p><p>　　一、海洋測(cè)量中水深誤差的原因 </p><p&

4、gt;　　在海洋水深測(cè)量工作中，采用無驗(yàn)潮方式時(shí)，由于RTK高程的可靠性、船體的搖擺、同步時(shí)差、采樣速率等因素，會(huì)極大地影響測(cè)量結(jié)果的精度，這些誤差要比RTK定位誤差高出很多，這些原因的存在，嚴(yán)重地制約了提高無驗(yàn)潮方式水深測(cè)量精度。 </p><p>　　動(dòng)態(tài)吃水及船體搖擺姿態(tài)產(chǎn)生測(cè)量誤差。動(dòng)態(tài)吃水改正指的是測(cè)深船的靜態(tài)吃水深度加上船體自重下沉和顛簸的總和，是需要求平均值的不定值，是精密水深測(cè)量的重要誤差來源。

5、</p><p>　　采樣速率及延遲造成測(cè)量誤差。GPS定位輸出的更新率將直接影響到瞬時(shí)采集的精度和密度，現(xiàn)在大多數(shù)RTK方式下GPS輸出率都可以高達(dá)20HZ，而測(cè)深儀的輸出速度各種品牌差別很大，數(shù)據(jù)輸出的延遲也各不相同。因此，定位數(shù)據(jù)的定位時(shí)刻和水深數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)刻的時(shí)間差造成定位延遲。 </p><p>　　RTK高程可靠性產(chǎn)生的誤差。在測(cè)量海洋水深的過程中，RTK高程的可靠性問題是一個(gè)

6、不可避免的問題，倍受關(guān)注。在作業(yè)之前，可以把使用RTK測(cè)量的水位與人工水準(zhǔn)觀測(cè)的水位進(jìn)行比較，對(duì)其可靠性進(jìn)行判斷。為了確保作業(yè)精度，可從采集的數(shù)據(jù)中提取RTK高程信息繪制水位曲線。對(duì)曲線的平滑程度進(jìn)行仔細(xì)的分析，根據(jù)曲線的平滑程度分析RTK高程有沒有產(chǎn)生個(gè)別或部分點(diǎn)出現(xiàn)急劇升高或降低的情況，然后使用修正的方法，來改正個(gè)別高程存在錯(cuò)誤的點(diǎn)。 </p><p><b>　　二、對(duì)策 </b>&l

7、t;/p><p>　　為了最大限度的提高測(cè)量結(jié)果的精確性，測(cè)量前，先要確定測(cè)區(qū)范圍和測(cè)圖比例尺，設(shè)計(jì)圖幅，準(zhǔn)備圖板和展繪控制點(diǎn)，布設(shè)測(cè)深線和驗(yàn)潮站，以及確定驗(yàn)流點(diǎn)和水文站的位置。測(cè)量時(shí)，測(cè)量船沿預(yù)定測(cè)深線連續(xù)測(cè)深，并按一定間隔進(jìn)行定位，同時(shí)進(jìn)行水位觀測(cè)。測(cè)量中要確定礁石、沉船等各種航行障礙物的準(zhǔn)確位置，探清最淺水深及其延伸范圍。同時(shí)還要進(jìn)行底質(zhì)調(diào)查，測(cè)定流速和流向，以及收集水溫和鹽度等項(xiàng)資料。取得水深的原始資料后，要

8、對(duì)它進(jìn)行各項(xiàng)改正，檢查成果質(zhì)量，最后繪制出成果圖板。 </p><p>　?。?）對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行修正。對(duì)于采樣速率及延遲造成的誤差，可以在延遲校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返測(cè)量結(jié)果計(jì)算得到，也可以采用以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。船體搖擺姿態(tài)和動(dòng)態(tài)吃水的修正，可用電磁式姿態(tài)儀修正船的姿態(tài)，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、縱擺和橫擺等參數(shù)都可以通過姿態(tài)儀輸出，借助專用的測(cè)量軟件可以修正這些參數(shù)。動(dòng)態(tài)吃水改正是船體

9、自重下沉加上測(cè)深船的靜態(tài)吃水深度和顛簸的總和，得到的是一個(gè)不定值，往往都是平均值。 </p><p>　　（2）提高GPS在海洋測(cè)繪中的精度。GPS定位系統(tǒng)在大地高的測(cè)量中應(yīng)用較早，且測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確，但在將大地高轉(zhuǎn)化為海圖高的精確度上卻并不高。由于海洋理論深度基準(zhǔn)面具有跳躍變化的不穩(wěn)定特點(diǎn)，因此，將大地高作為無縫垂直參考基準(zhǔn)應(yīng)用水對(duì)水深的測(cè)量，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性的研究，以做到通過大地高的測(cè)量，能對(duì)

10、海圖高的數(shù)值有比較準(zhǔn)確的測(cè)定，尤其在我國的遠(yuǎn)海領(lǐng)域，應(yīng)加大對(duì)GPS精確使用范圍并加快相應(yīng)技術(shù)研究，以不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪技術(shù)的提高。 </p><p>　?。?）加快提高測(cè)深技術(shù)在水深測(cè)量上，海洋測(cè)繪雖然在近些年的發(fā)展中，取得了很大進(jìn)展，但由于受先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器價(jià)格昂貴，以及海洋測(cè)繪較之陸地測(cè)繪起步晚，在技術(shù)上相對(duì)較弱等原因的影響，在當(dāng)前我國的水深測(cè)繪中，仍然主要使用單波束測(cè)深儀，對(duì)于多波束測(cè)深儀的研制還有待提高，如果

11、主要依靠單波束測(cè)深儀，將會(huì)降低我國測(cè)深效率以及測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，對(duì)于我國海洋測(cè)繪業(yè)的發(fā)展是不利的。另外，雖然采用了空間遙感技術(shù)，但使用的范圍還較小，目前主要在我國的淺海區(qū)域，在深海區(qū)域的使用范圍以及技術(shù)的精確度均有待提高。 </p><p>　?。?）統(tǒng)一坐標(biāo)系，提高海洋測(cè)繪精確度。當(dāng)前在海洋測(cè)繪中，發(fā)達(dá)國家在一般使用地心坐標(biāo)系進(jìn)行測(cè)繪。地心坐標(biāo)系因以地球質(zhì)心為原點(diǎn)，較之參心坐標(biāo)系在測(cè)量結(jié)果上更為精確，而鑒于各種

12、原因，我國當(dāng)前在坐標(biāo)系的使用上，地方坐標(biāo)系、國家坐標(biāo)系以及施工坐標(biāo)系的參照坐標(biāo)還存在差異，且主要以參心坐標(biāo)系為主，應(yīng)盡快予以統(tǒng)一，并逐漸選擇使用地心坐標(biāo)系，以不斷提高海洋測(cè)繪的精確度。 </p><p>　?。?）建立完整的GPS無驗(yàn)潮海洋深度測(cè)量作業(yè)模式。在海洋測(cè)深過程中，為解決回聲測(cè)深儀波束角效應(yīng)使記錄的測(cè)深圖像失真問題，提出了波束角效應(yīng)的改進(jìn)模型及其改正算法。針對(duì)多波束測(cè)深數(shù)據(jù)集，采用改進(jìn)的距離反比權(quán)重算法

13、和多細(xì)節(jié)層次模型技術(shù)來建立海底數(shù)字地形模型（DTM）。應(yīng)用雙頻GPS動(dòng)態(tài)后處理高精度定位技術(shù)建立一套完整的GPS無驗(yàn)潮海洋深度測(cè)量作業(yè)模式，可顯著提高水深測(cè)量成果的精度。 </p><p>　?。?）加快網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，重視測(cè)繪人才的培養(yǎng)。海洋測(cè)繪信息目前還是主要在海洋測(cè)繪、科研、管理等部門建立的局域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息共享，并沒有實(shí)現(xiàn)社會(huì)化應(yīng)用，應(yīng)嘗試在當(dāng)前局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，與各級(jí)海事部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，通過與國家公共

14、信息網(wǎng)站的鏈接，實(shí)現(xiàn)海事測(cè)繪公共服務(wù)信息的大眾化使用，并盡快建立起信息服務(wù)系統(tǒng)，使海洋測(cè)繪信息能為與海洋打交道的各行業(yè)人員提供幫助。另外，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)于測(cè)繪專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，除通過高校培養(yǎng)專門的人才外，基于科技的飛速發(fā)展，應(yīng)注意對(duì)在業(yè)人員的培訓(xùn)，以及時(shí)更新他們的知識(shí)，使測(cè)繪人員的專業(yè)技能跟上時(shí)代發(fā)展步伐，并不斷得以提升。 </p><p>　　綜上所述，對(duì)于海水測(cè)量的水深誤差，要采取針對(duì)性的對(duì)策，對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行

15、修正，統(tǒng)一測(cè)繪坐標(biāo)系，建立完整的GPS無驗(yàn)潮海洋深度測(cè)量作業(yè)模式，加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)系統(tǒng)，加快測(cè)繪專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，才能最大限度的提高測(cè)繪結(jié)果的精確性，不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪業(yè)的全面信息化發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]柯可；GPS技術(shù)的原理及其在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用[J]；中國水運(yùn)（下半月）；2008年02期 <

16、/p><p>　　[2]趙建虎；李娟娟；李萌；海洋測(cè)量的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]；測(cè)繪信息與工程；2009年04期 </p><p>　　[3]張紅梅；趙建虎；精密多波束測(cè)量中GPS高程誤差的綜合修正法[J]；測(cè)繪學(xué)報(bào)；2009年01期 </p><p>　　[4]馮金濤；尤寶平；暴景陽；肖振坤；齊?；測(cè)量船姿態(tài)固定延遲測(cè)定方法研究[J]；測(cè)繪科學(xué)；2009年S2期<