淺談海洋測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用及體會(huì)

【摘要】海上定位是海洋測(cè)量中的基本工作，而當(dāng)前在海洋測(cè)量中最廣泛使用的技術(shù)就是GPS技術(shù)。文章詳細(xì)地探討了GPS在海洋精密定位和水深測(cè)量工作中的工作原理和測(cè)量方法，并提出了幾點(diǎn)體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】GPS；海洋測(cè)量精密定位；水深測(cè)量；數(shù)字測(cè)深儀；差分定位技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮以及社會(huì)的巨大發(fā)展，人類認(rèn)識(shí)和改造自然的能力在不斷增強(qiáng)，對(duì)于這樣的進(jìn)步，人類不再滿足于對(duì)于陸地的探索，對(duì)于海洋的關(guān)注也越來越深入。在大海的考察和測(cè)量之中，我們能夠比較深入的對(duì)人類無法觸及的海洋領(lǐng)域進(jìn)行了解，進(jìn)而開發(fā)出有利于人類進(jìn)步和發(fā)展的海洋資源，促進(jìn)人類的進(jìn)步。本文通過海洋測(cè)量技術(shù)的深入分析，最后給出了關(guān)于海洋測(cè)量的一些體會(huì)，希望對(duì)于海量測(cè)量事業(yè)提供一定的幫助。

1、在海洋的測(cè)量中關(guān)于測(cè)量基本技術(shù)的具體運(yùn)用

GPS測(cè)量技術(shù)在海洋探索的測(cè)量事業(yè)當(dāng)中得到了廣泛的使用，能否將這項(xiàng)事業(yè)貫徹進(jìn)去，能否靈活進(jìn)行運(yùn)用關(guān)系著對(duì)于能否促進(jìn)海洋事業(yè)的發(fā)展起到重要的作用。關(guān)于GPS技術(shù)的具體運(yùn)用有很多需要注意的事項(xiàng)，具體有以下四個(gè)方面：第一，需要的海洋測(cè)量的過程中考慮安全問題，在對(duì)海洋的探索過程中，安全問題是最重要的問題，如果沒有很好的安全保障是無法對(duì)工作進(jìn)行開展的，所以海洋測(cè)量事業(yè)首先需要注意的問題就是海洋測(cè)量的安全問題。第二，需要注意對(duì)于GPS技術(shù)的數(shù)量操作，對(duì)于掌握這門技術(shù)的工作人員，需要對(duì)工作進(jìn)行綜合的把握，將不熟悉的事項(xiàng)進(jìn)行一一了解，在工作當(dāng)中能夠靈活運(yùn)用。只有嫻熟的工作技能才能夠在工作當(dāng)中將這一技術(shù)進(jìn)行貫徹，熟練的技術(shù)是海洋測(cè)量的重要內(nèi)容。第三，在海洋測(cè)量的過程中，需要運(yùn)用對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行靈活掌握，只有熟練的計(jì)算機(jī)技術(shù)才能夠?qū)⒐ぷ髀鋵?shí)下去，所以工作流程和工作的方法是海洋測(cè)量中非常重要的內(nèi)容。在具體的工作當(dāng)中需要將所有的工作內(nèi)容非常熟悉的掌握只有數(shù)量的工作方式才能夠促進(jìn)工作高效有序完成，促進(jìn)工作的進(jìn)一步發(fā)展。

2、關(guān)于GPS技術(shù)測(cè)量水深具體辦法的介紹

2.1關(guān)于基本的水深測(cè)量技術(shù)

多波束水深測(cè)量系統(tǒng)是關(guān)于水深測(cè)量技術(shù)的基本的操作方法。只有將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)掌握才能夠促進(jìn)睡神來測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。相對(duì)而言，這項(xiàng)測(cè)量水深的技術(shù)對(duì)于水深測(cè)量更加實(shí)用，更加能夠促進(jìn)水深測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。在具體的操作流程當(dāng)中需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究，將工作內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃，只有完善的工作規(guī)劃才能夠促進(jìn)水深測(cè)量技術(shù)的深入應(yīng)用。在工作當(dāng)中需要對(duì)水深測(cè)量的具體工作進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配，將適合的崗位匹配給適合的工作人員，只有合適的工作搭配才能夠促進(jìn)GPS定位系統(tǒng)的深入廣泛的應(yīng)用。因此，水深測(cè)量技術(shù)這一方面對(duì)于工作人員的工作開展有很大的幫助，能夠促進(jìn)海洋探索事業(yè)的進(jìn)步。

2.2關(guān)于數(shù)字測(cè)深儀和GPS技術(shù)應(yīng)用的介紹

2.2.1水深測(cè)量的作業(yè)方法和應(yīng)用措施

（1）關(guān)于對(duì)海洋水深進(jìn)行測(cè)量的準(zhǔn)備工作：第一，首先需要對(duì)工作人員的工作技能和工作狀態(tài)進(jìn)行把握，只有合理的工作流程才能夠促進(jìn)水深測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。

（2）對(duì)于數(shù)據(jù)的收集和整理。關(guān)于在具體的數(shù)據(jù)收集中需要注意對(duì)于GPS技術(shù)的合理操作，對(duì)于掌握這門技術(shù)的工作人員，需要對(duì)工作進(jìn)行綜合的把握，將不熟悉的事項(xiàng)進(jìn)行一一了解，在工作當(dāng)中能夠靈活運(yùn)用。只有嫻熟的工作技能才能夠在工作當(dāng)中將這一技術(shù)進(jìn)行貫徹，熟練的技術(shù)是海洋測(cè)量的重要內(nèi)容。只有嫻熟的操作技術(shù)才能夠保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠。

（3）關(guān)于數(shù)據(jù)的分析。只有對(duì)工作人員的基本情況有比較大的了解才能夠促進(jìn)工作的發(fā)展。在數(shù)據(jù)分析方面需要有關(guān)的人員對(duì)工作的基本內(nèi)容進(jìn)行全面的掌握并負(fù)責(zé)和耐心的將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和整理。在工作當(dāng)中需要對(duì)水深測(cè)量的具體工作進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配，將適合的崗位匹配給適合的工作人員，只有合適的工作搭配才能夠促進(jìn)GPS定位系統(tǒng)的深入廣泛的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)分析方面需要分配合適的數(shù)據(jù)研究人員和數(shù)據(jù)分析人員。

2.2.2關(guān)于GPS-RTK水深定位分析研究

采用動(dòng)態(tài)GPS-RTK方法，先參數(shù)求解，再進(jìn)行坐標(biāo)比對(duì)。將基站擺設(shè)在地勢(shì)較高的山頭或房頂上，移動(dòng)站實(shí)地測(cè)得各個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)，用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件求解出測(cè)量范圍內(nèi)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)（四參數(shù)）。

3、水深測(cè)量誤差來源及精度分析

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)果精度，這些誤差要比RTK定位誤差高出很多，這一情況嚴(yán)重地制約了提高無驗(yàn)潮方式水深測(cè)量精度。

3.1RTK高程可靠性

在測(cè)量水深的過程中，RTK高程的可靠性問題是一個(gè)不可避免的問題。在作業(yè)之前，可以比較人工水準(zhǔn)觀測(cè)與使用RTK測(cè)量的水位，對(duì)其可靠性進(jìn)行判斷。要想保證作業(yè)的精度，可以利用已經(jīng)采集的RTK高程信息數(shù)據(jù)，提前繪制水位曲線圖。對(duì)曲線的平滑程度進(jìn)行仔細(xì)的分析，尋找RTK高程是否存在部分點(diǎn)或單個(gè)點(diǎn)急劇降低或升高的情況，然后對(duì)個(gè)別高程點(diǎn)出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息進(jìn)行修正。

3.2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)儀可輸出，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。

3.3延遲級(jí)采樣速率造成的誤差

瞬時(shí)采集的密度和精度受到GPS定位輸出更新率的影響。目前，采用RTK方式一般情況下都可以達(dá)到20HZ的GPS輸出率，而不同品牌的探測(cè)儀在輸出速度上存在很大的區(qū)別。數(shù)據(jù)輸出的延遲也差距很大。因此，水深數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)刻和定位數(shù)據(jù)的定位時(shí)刻的時(shí)間差導(dǎo)致定位延遲?？梢栽谛Ｕ舆t中進(jìn)行修正，修正量可以使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以利用計(jì)算斜坡上往返測(cè)量結(jié)果得到的數(shù)據(jù)。

4、GPS技術(shù)應(yīng)用于海洋測(cè)量的幾點(diǎn)體會(huì)

（1）GPS技術(shù)的精度較高，且作業(yè)不受距離的限制，適用于大規(guī)模水下地形監(jiān)測(cè)等多種海洋測(cè)量應(yīng)用中。

（2）GPS技術(shù)極大提高了海洋測(cè)量的成果與質(zhì)量，且不易受到人為因素的影響。整個(gè)操作過程全部采用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄、自動(dòng)平差計(jì)算、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理。

（3）在海洋系統(tǒng)的建設(shè)測(cè)量中，也可直接應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行實(shí)地、實(shí)時(shí)放樣，以及導(dǎo)線控制測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。

（4）目前，GPS技術(shù)主要應(yīng)用于定位與導(dǎo)航，但是GPS高程測(cè)量的精確度比較低，應(yīng)用范圍狹窄。因此，提高GPS高程測(cè)量的精確度，是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

5、結(jié)束語

在海洋精密定位和水深測(cè)量工作中，利用GPS技術(shù)有著極大的優(yōu)勢(shì)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)該廣泛的進(jìn)行推廣。特別在近海海洋和內(nèi)陸水域測(cè)量中有著廣闊的發(fā)展前景。在利用GPS技術(shù)的過程中，還需要對(duì)船只在水深測(cè)量的吃水改正、浪涌改正、姿態(tài)改正，以及測(cè)深儀測(cè)深時(shí)與導(dǎo)航定位軟件記錄數(shù)據(jù)的同步性等方面進(jìn)行深入的研究，更好地為我國(guó)的海洋資源的開發(fā)工作服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]董妍，李菲菲.GPS 在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2010，（3）.

[2]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(guó)水運(yùn)（下半月），2008，（2）.