[海洋水文] 海洋测绘第二篇之海洋测量(1)

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控制测量

● 平面控制测量

按平面控制精度,海洋平面控制点分为:海控一级点(H1)、海控二级点(H2)、测图点(HC)。海控点的分布应以满足水深测量和海岸地形测量为原则。海控一、二级点布测的方法主要采用 GPS 测量、导线测量和三角测量,测图点可采用 GPS 快速测量法、导线、支导线和交会法测定。

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用三角测量方法布设海控点和测图点时,其边长一般应在 1-7 km 内变通,三角形各内角或求距角应不小于 25°。如布设菱形时,其顶角应不小于 25°,困难地区求距角也不应小于 20°;布设中点多边形或线形锁时,已知边长不应大于 8km,三角形个数不应多于 6 个,线形锁必须联测两个定向角。

布设附合导线时,其形状应尽量伸直,相邻边长之比不应超过 1:3,导线全长和边数不得超过下表的规定。受已知高等控制点位置和地形限制超过表中的规定时,可通过增加结点的方法解决。布设附合导线有困难时,二级导线和测图导线允许布设闭合导线,但其导线全长和边数亦不得超过表中的规定。在二级导线点上用支导线测定测图点时,仅限一条边。

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●  高程控制测量

测量海控点和测图点高程的方法,主要有几何水准测量、测距高程导线测量、三角高程测量、GPS 高程测量等。在有一定密度的水准高程点控制下,三角高程测量和 GPS 高程测量是测定控制点高程的基本方法。

用于三角高程起算的海控点、测图点、验潮水尺零点、工作水准点及主要水准点,均应用水准联测的方法确定其高程。用水准联测高程时,必须起测于国家等级水准点,根据所需的高程精度和测线长度决定施测等级。验潮站水准点与验潮站水尺间的联测,按等外水准测量要求施测。

电磁波测距三角高程测量可代替四等水准测量和等外水准,但三角高程网各边的垂直角应进行对向观测。

利用 GPS 手段进行高程测量时,应对测区的高程异常进行分析。在地貌平坦区域,已知水准点距离不超过 15km,点数不少于 4 个;困难地区,水准点分布合理情况下不少于 3 个,解算出的未知点高程在满足规范要求时可作为相应等级的水准高程(外推点除外)使用。


● 深度基准面的确定

(1)确定深度基准面的原则

① 充分考虑船舶航行安全。

② 保证航道或水域水深资源的利用效率。

为实现深度基准面的基本原则,通常以深度基准面保证率(水位处于采用的深度基准面以上的低潮次数与低潮总次数之比)来对深度基准面进行质量的检核。

抗日战争以前,日海军已经采用略最低低潮面为深度基准面。从 1956 年起,海军司令部海道测量部在全国海洋测绘中,统一采用理论最低潮面作为深度基准面。深度基准面的高度从当地平均海面起算。深度基准面一经确定且在正规水深测量中已被采用者,一般不得变动。下图是海洋测深基本空间结构(重点)

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(2)深度基准面确定的原理

长、短期验潮站的深度基准面采用 13 个主要分潮组合潮高的极值,用弗拉基米尔法(综合求极值法)求得理论上最低的可能潮高作为深度基准面

(3)临时验潮站的深度基准面,根据邻近潮汐性质相同的两个长期验潮站或短期验潮站的深度基准面以内插法求得。

(4)水位改正

基于深度基准面的水深值:

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2

海洋定位

海洋定位可以利用两条以上的位置线,通过图上交会或解析计算的方法求得海上某点位置。海上位置线一般可分为方位位置线、角度位置线、距离位置线和距离差位置线四种。目前海洋定位的方法主要有:光学定位、无线电定位、卫星定位、水声定位等。

(1)光学定位只能用于沿岸和港口测量,通常是沿岸区域在天气较好、风浪较小的时候,使用光学仪器,利用陆地目标定位。它的缺点是易受天气、风浪的影响,主要方法有岸台前方交会法、船台后方交会法、侧方交会法和极坐标法等。

(2)无线电定位是指利用无线电波测定测量船至岸上控制点的距离或距离差,从而确定测量船位置。无线电定位技术常采用测距、测距差或两种方法混合使用,高精度定位采用测距方式进行定位。无线电定位按工作原理分为:脉冲测距、相位双曲线、脉冲双曲线等工作方式;按定位方式分为:圆-圆法(距离法)定位和双曲线(距离差法)定位。

(3)卫星定位是目前海上定位的主要手段。差分卫星定位是通过建立基准站,观测计算并发送卫星定位改正数,用户站接收并对其测量结果进行改正,以获得更为精确的定位结果。根据差分 GNSS 基准站发送信息方式的不同可分为:位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分、相位差分。

(4)水声定位是建立在超声波传播技术基础之上的一种海上定位技术和方法。通过测定船台设备和水下设备间的声波信号传播时间或相位差,进行的海上定位。水声定位的基本定位方式有测距和测向两种,工作方式有直接工作、中继工作、长基线工作、短基线工作、拖鱼工作等。

水深测量中,定位点的点位中误差:大于 1:5000 比例尺测图时应不大于图上 1.5mm,小于(含)1:5000大于(含)1:10 万比例尺测图时应不大于图上 1.0mm,小于 1:10 万比例尺测图时应不大于实地 100m。

定位中心与测深中心应尽量保持一致,对大于(含)1:1 万比例尺测图,两者水平距离最大不得超过2m,对于小于 1:1 万比例尺测图,两者水平距离不得超过5m。否则应将定位中心归算到测深中心。定位时间与测深时间应保持同步。


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广州老梁
活跃在2024-11-1
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