什么是海洋测量学原理 -海洋测量是什么专业

8 F8 G. Y/ E- [, f; o! J) s6 \

NASA近期发布了“贾森”-3（Jason-3）海洋测绘卫星在2016年2月12日-22日获取的首个全球海洋高度分布图。图中清晰的显示了目前正在发生的厄尔尼诺现象（东太平洋的红色区域）。工程人员目前仍在校正该卫星的雷达高度计，负责卫星运行的美国国家海洋与大气管理局（NOAA）计划向国家气象局的海洋预测中心和国家飓风中心发布该卫星的早期验证产品。

: F' b! ?1 I: X7 q7 S3 o0 d

Jason-3卫星是美、法自1992年联合海洋测绘任务的第四颗卫星，其任务不仅包括测量全球海洋波高和海平面，还包括探测和跟踪可能影响海洋航运和油气开采活动的大海浪。NASA表示，这些数据将有助于政府机构响应油气开采、有害藻类活动以及辅助开展海洋生态研究。

卫星于2016年1月由“猎鹰”-9火箭发射，运行在高度830英里（约1340千米）、倾角60度的圆轨道，每10天可完成对95%地球不冻海洋的测量。与运载火箭分离后，卫星采取了9次机动提升到目前的轨道高度，并与Jason-2卫星处于同一轨道面，且相距约348英里（560千米），时间相差1分20秒。Jason-2卫星目前已在轨运行8年，超过了设计寿命。

法国国家空间研究中心（CNES）计划在2016年5月向NOAA移交Jason-3卫星的控制权。9月开始，地面控制人员将控制Jason-2卫星机动到相邻轨道，使其地面轨迹位于Jason-3卫星的地面轨迹之间。这将实现对全球海洋区域的双倍覆盖，从而改善对于所有任务的数据。

, n4 q) w8 g7 i

链接浅谈我国海洋测量技术的现状及发展趋势

, M0 N8 @, }6 [# m

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。

, D( p1 T. _0 f- \, X; z

一

; J% p5 `$ N5 ~1 O/ ?

海洋测量的现状

( [6 A- W( d) W" P/ ^/ n; G

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

物理海洋测量

/ }& |5 |9 {' X0 Z" [8 W$ b. ^; z1 ~

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。

: H' \- B4 G, v: G$ Q( t

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。

# ]* }2 p3 w. h. A1 [1 ]9 t+ k, y

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）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。

2 t# G% ^6 f7 O2 h4 `' b

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。

' A# x7 P- z& \4 h1 A# Z

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(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。

（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。

6 `* X0 E0 `' J% l- d' o

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(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。

4 ~9 Z U2 e; O2 C4 F2 O T) {" m0 X

（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。

+ E+ Q9 S( c! c

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。

; Y- |' W. h$ i6 Y- B3 F4 d8 m

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。

6 o1 n% J6 F2 M' P# _

透明度仪的使用提高了观测的精确度和准确度。

0 l) Y9 s: U, M3 O$ ?, \5 A w

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。

! H* B" I, N6 K: q h- y& W

2

几何海洋测量

8 i1 P" r- f+ A& W4 Z2 e

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）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。

$ g ]2 c! o7 e, R: U

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。

（2）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。

/ F# A" e$ c* d3 G

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。

. R6 m/ B& r" C- U' p) T# d

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。

0 X, [, ?7 b ]8 z, ]2 ~9 W* n. B6 i

（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。

/ p q* W( o/ _% [ v

二

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：

+ `) K+ h5 k ` m8 l4 X# s

1

% }# h k' B) f4 g6 S, }% R) t2 k

服务对象将向全方位、多层次服务转化

& \7 c# P- T- R3 s8 j2 N M

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。

; e4 h: k0 o5 H# {, I

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。

" H# S: u, j [. a! s, T' ~

2

+ F+ R3 E( q N' n7 j' s. y

信息获取和表示将向集成综合式转化

% c" ~; s* q9 P+ P* ]& K

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。

. Q7 B/ N4 v, H2 D

3

信息服务形式将由三维静态向四维动态转化

* I( v5 U+ D; b

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。

$ ]5 y B) J2 W$ b' ^7 b6 w- b

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。

q8 G( E3 D+ y

三

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。

& }( S$ e7 { v8 a3 X% e

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。

（来源：中国国防科技信息网、海洋信息网）

( |7 u; |. \3 s+ `

《卫星与网络》杂志深耕行业十几年，做为行业内最有影响力的媒体之一，我们也是公认的最可信赖的合作伙伴。我们不仅仅始终坚持正确的舆论导向，传递最正能量的声音，我们也坚持分享最有前瞻性的话题，提供最全面的服务，努力与行业共同成长。

0 t" a7 T" k6 A) w# z- L, s" H

2016年，我们精心打造的全媒体营销平台已全面开花，进一步整合的创新跨界服务渠道，也将使我们的合作伙伴因此而更加与众不同。

长按二维码，轻松关注

7 }0 u3 \! J/ ^. d3 w / m' K/ K% P4 r$ E! ]" g4 @; \