什么是海洋测绘技术 -海洋测绘危险吗

$ b+ S: I& E; W9 @+ W x, G

【摘要】多波束测深是一种具有高效率、高精度和高分辨率的海底地形测量新技术，多波束测生系统自20世纪70年代问世以来，特别是最近十几年，在高性能计算机、高分辨率显示、高精度定位和各种数字化传感器以及其他相关高新技术的介入和支撑下，多波束测深技术获得了极大的发展，同时对RTK.技术作业在这里进行介绍。

+ A$ f9 H$ k% V8 _: V" A

【关键词】：海洋测绘; RTK.技术;发展

测绘在我国的国防建设中发挥着重要作用，在几十年的发展历程，海洋测绘取得了突飞猛进的进步，尤其是随着信息化时代的到来，海洋测绘在技术应用上取得了跨越式发展，实现了测绘的数字化、智能化、自动化的发展目标，在我国海洋事业的发展中发挥愈加重要的作用。

- `; S3 c- c0 }2 d; t3 f, A5 h3 Y

多波束测量技术的影响因素

多波束测深系统采取多组阵和广角度发射与接收，形成条幅式高密度水深数据，是计算机、导航定位与数字化传感器技术等多种技术的高度集成。由于多波束系统横向、纵向测点都十分密集，这就需要由高精度GPS定位系统与之相配套。否则将造成测点位置错位，失去多波束系统勘测的意义，并使海底地形失真或畸变。因此，必须严格测量各个坐标定位数据，保证测量精度，以实现最佳的测量结果。

/ ~- _+ F% T# X4 S% N0 S

对多波束精度的影响因素主要包括:不同水域环境的音速对波束传播的影响、GPS定位对一一坐标精度的影响、测船中换能器的相对位置，以及潮位改变对水深的影响等等。以坐标系的影响为例，由于多波束测深采用广角度定向发射、多阵列信号接收和多个波束的形成及处理等技术，为了更好的说明波束的空间关系和波束海底投影点的空间位置，首先必须定义好多波束测船参考坐标系。多波束系统的换能器不论是固定还是便携式安装，其相对测量船的位置总是不变的，因此测量船是多波束勘测最现实的参考工作平台。考虑到波束空间角度表达的便利，一般测量船参考坐标系原点选择在换能器对称中心，船只横向左舷方向为X轴，船只纵向船头方向为Y轴，船只铅垂向下为z轴。另外，运动传感器要严格安装在与船中轴平行的地方。多波束船参考坐标系是一种三坐标轴与船固定，并随着船只运动而运动的坐标系，它使得多波束各测深点的相对位置与测量船只定位系统的大地空间位置建立了联系，同时也为进行船只补偿提供了空间关系和基本方法。因此，以上的坐标定位数据必须严格准确的测量。

水深测量的基本作业步骤

3 i) G2 K5 V1 |" {/ _

2.1 测前的准备

2.1.1 求转换参数。a.将RTK基准站架设在已知点A上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，关闭转换参数和七参数，输入基准站坐标(该点的单点84坐标)后设置为基准站。b.将GPS移动站架设在已知点B上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔，关闭转换参数和七参数后，求得该点的固定解(84坐标)。 c.通过A，B两点的84坐标及当地坐标，求得转换参数。

a' Y1 C1 n3 j$ D l

2.1. 2 建立任务，设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。

. O' n$ d+ y6 F

2.1. 3 作计划线，如果已经有了测量断面就要重新布设，但可以根据需要进行加密

8 {0 t/ {3 J6 R% w2 D

2.2 外业的数据采集

9 a7 ^* G: t; w) t+ m( b4 M6 w1 e7 [$ L

2.2.1  架设基准站应在求转换参数时架设的基准点上，且坐标不变。

; `4 c, \0 C9 p8 X J+ H

2.2.2 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、定位仪和测深仪接口、接收机数据格式、测深仪配置、天线偏差改正及延迟校正后，就可以进行测量工作。

2.3 数据的后处理

数据后处理是指利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，形成所需要的测量成果一一水深图及其统计分析报告等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。

2.4 影响水深测量精度的几种因素及相应对策

2.4.1船体摇摆姿态的修正。船的姿态可用电磁式姿态仪进行修正，修正包括位置的修正和高程的修正。姿态仪可输出船的航向、横摆、纵摆等参数，通过专用的测量软件接入进行修正。

2.4.2采样速率和延迟造成的误差。GPS定位输出的更新速率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTK GPS最高输出率可达20Hz，而测深仪的输出速度各种品牌差异很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。对于这项误差可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。

' U- f5 ] A! `2 n

2.4.3  RTK高程可靠性的问题。RTK高程用于测量水深，其可信度问题是备受关注的问题。在作业之前可以把使用RTK测量的水位与人工观测的水位进行比较，判断其可靠性，实践证明RTK高程是可靠的。为了确保作业无误，可从采集的数据中提取高程信息绘制水位曲线( 由专用软件自动完成)。根据曲线的圆滑程度来分析RTK高程有没有产生个别跳点，然后使用圆滑修正的方法来改善个别错误的点。

' G) n% q: f J$ b7 T3 R

海洋测绘的发展策略

3 T4 J' j: r. f$ ^8 ^, h5 ]0 R

3.1 加快提高测深技术

% {; D% r6 f; p5 u( d4 a

在水深测量上，海洋测绘虽然在近些年的发展中，取得了很大进展，但由于受到先进的测量仪器价格昂贵，以及海洋测绘较之陆地测绘起步晚，在技术上相对较弱等原因的影响，在当前我国的水深测绘中，仍然主要使用单波束测深仪，如果主要依靠单波束测深仪，将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性，对于我国海洋测绘业的发展是不利的。另外，虽然采用了空间遥感技术，但使用的范围还较小，目前主要在我国的浅海区域，在深海区域的使用范围以及技术的精确度均有待提高。

3.2 提高GPS在海洋测绘中的精度

! _, O; v/ d: Y

GPS定位系统在大地高的测量中应用较早，且测量结果较准确，但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点，因此，将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量，还需要进一步加强对于数据处理准确性的研究，以做到通过大地高的测量，能对海图高的数值有比较准确的测定。

3.3 统一坐标系，提高海洋测绘精确度

9 r) c5 |# L7 f. g' m

当前在海洋测绘中，发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点，较之，参心坐标系在测量结果上更为精确，而鉴于各种原因，我国当前在坐标系的使用上，地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异，且主要以参心坐标系为主，应尽快予以统一，并逐渐选择使用地心坐标系，以不断提高海洋测绘的精确度。

# H$ T2 e/ B8 Q

3.4 加快网络化信息服务系统建设

海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享，并没有实现社会化应用，应尝试在当前局域网的基础上，与各级海事部门实现联网，通过与国家公共信息网站的链接，实现海事测绘公共服务信息的大众化使用，并尽快建立起信息服务系统，使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。

, G$ o" d' u8 B; q5 u( U R: |! }

结束语

随着社会经济发展对水下地形测量要求的提高，传统单波测深仪已经无法满足日益增长的新需求，多波束水深测量技术的出现带来了海洋测量技术的一次重大变革。在新形势下，必将对多波束测量技术与海洋测绘工序做出进一步的调整。

谢谢阅读

3 f/ L) o% N2 O6 ]# K7 l- T 1 l7 [9 k; p( E' {. G# l+ L