海洋測(cè)量誤差處理技術(shù)探討

何通

摘要：本文圍繞著海洋測(cè)量誤差處理技術(shù)展開了討論，首先介紹了從粗差定位到系統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)暮Ｑ鬁y(cè)量誤差和處理技術(shù)，隨后分析了從測(cè)線濾波到測(cè)線網(wǎng)平差的海洋測(cè)量誤差和處理技術(shù)，目前這些成果都被廣泛應(yīng)用于海洋測(cè)量中。

關(guān)鍵詞：海洋測(cè)量誤差；處理技術(shù)

一、從粗差定位到系統(tǒng)誤差補(bǔ)償

（一）粗差定位

人們?cè)跍y(cè)量學(xué)領(lǐng)域，習(xí)慣以誤差產(chǎn)生原因、特性以及大小作為依據(jù)，將其分為偶然誤差、系統(tǒng)誤差以及粗差三個(gè)部分。觀測(cè)值中只存在偶然誤差是經(jīng)典測(cè)量平差法的前提條件，在現(xiàn)代測(cè)量平差中則對(duì)平差要求涉及到系統(tǒng)誤差和粗差，從而對(duì)平差結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行保證[1]。在進(jìn)行海洋測(cè)量的過程中，各種因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，因此與陸地測(cè)量相比，出現(xiàn)粗差的概率大大提升，并且由于難以重復(fù)觀測(cè)海洋測(cè)量以及幾何圖形檢核條件的缺乏，所以在海洋測(cè)量資料質(zhì)量控制和檢查中如何處理粗差這一問題十分重要。遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于正常值的異常數(shù)據(jù)就是粗差。

目前需要做的定位海洋測(cè)量中的異常數(shù)據(jù)，但粗差并不是完全造成異常數(shù)據(jù)的因素，所以對(duì)于異常值的真?zhèn)涡枰援?dāng)時(shí)的儀器狀態(tài)以及海況條件為依據(jù)進(jìn)行分析。在檢查資料的過程中，需要做到將異常值自動(dòng)查找出來，并對(duì)其位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。目前使用的主要有兩類方法，一種是在建立在統(tǒng)計(jì)推值和函數(shù)基礎(chǔ)上的比較判別法，一種是建立在經(jīng)典統(tǒng)計(jì)理論上的誤差統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法。但這些傳統(tǒng)方法在實(shí)際應(yīng)用中具有不穩(wěn)定性。對(duì)此，需要在海洋測(cè)量數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中引入抗差估計(jì)理論，從而將海洋測(cè)量異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的抗差能力進(jìn)行提升。

（二）系統(tǒng)誤差補(bǔ)償

在海洋測(cè)量的整個(gè)過程中，各種誤差源都不可避免的會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響和干擾，這些一般表現(xiàn)為隨機(jī)性或系統(tǒng)性[2]。出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差的重要原因就是各項(xiàng)改正不足或過量、海況條件差異以及儀器校準(zhǔn)誤差。通常情況下，都以測(cè)區(qū)系統(tǒng)差來稱呼檢查線方向或主測(cè)線方向均呈系統(tǒng)變化的誤差，用測(cè)線系統(tǒng)差來概括只在單一測(cè)線呈現(xiàn)系統(tǒng)性變化的誤差。

以系統(tǒng)誤差的變化特征為依據(jù)，可以將測(cè)線系統(tǒng)差和補(bǔ)償測(cè)區(qū)系統(tǒng)誤差的計(jì)算公式算出。但在公式的基礎(chǔ)上，如果系統(tǒng)不具有明顯的誤差，也就是以處理系統(tǒng)誤差的方法處理偶然誤差，這種方法無法將矛盾消除，還會(huì)導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)發(fā)生畸變，從而使得更大的誤差出現(xiàn)。對(duì)此，需要以方差分析方法為依據(jù)，將海洋測(cè)量系統(tǒng)誤差顯著性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)建立起來。其原因就在于參量測(cè)量在海面上，因此可以將其作為抽樣試驗(yàn)看待，將測(cè)線方向和測(cè)線位置當(dāng)作試驗(yàn)條件差異看待。對(duì)此，測(cè)量中的系統(tǒng)誤差和方差分析中的條件誤差相對(duì)應(yīng)，偶然誤差就會(huì)變?yōu)樵囼?yàn)誤差。

二、從測(cè)線濾波到測(cè)線網(wǎng)平差

（一）測(cè)線濾波

在進(jìn)行海洋測(cè)量的過程中，一般都需要測(cè)量船的航行路線保持直線勻速，但由于海浪、風(fēng)等的影響，所以實(shí)際上測(cè)量船的航線并不是直線勻速的，測(cè)量船時(shí)刻都在以定位結(jié)果為依據(jù)對(duì)船的走向進(jìn)行修正，在這一過程中，船的航線為波動(dòng)變化的情況[3]。并且過去在進(jìn)行海洋重力測(cè)量工作時(shí)，定位技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)，且具有較低的精準(zhǔn)度，為了對(duì)各種干擾進(jìn)行規(guī)避，就需要濾波處理定位數(shù)據(jù)，從而獎(jiǎng)最佳的估計(jì)提供給測(cè)量船。一般情況下都是用樣條函數(shù)、三角多項(xiàng)式、正交多項(xiàng)式以及一半多項(xiàng)式擬合航跡線，在對(duì)各種函數(shù)的長(zhǎng)處和短處進(jìn)行分析后將其適用條件指出，這些在實(shí)際應(yīng)用中都對(duì)我國(guó)的磁力測(cè)量和海洋重力測(cè)量的成果進(jìn)行了提升。

（二）測(cè)線網(wǎng)平差

在廣泛應(yīng)用GPS定位系統(tǒng)之前，海洋測(cè)量的誤差大多都集中在定位因素上，尤其是在測(cè)量海洋磁力和重力的過程中。在測(cè)量重力的過程中，定位誤差除了海洋重力測(cè)量的精確度處理受到E？tv？s 效應(yīng)的間接影響外，還由測(cè)點(diǎn)位置對(duì)誤差進(jìn)行確定，進(jìn)而造成測(cè)線交叉點(diǎn)與海洋重力測(cè)量的不相符，由于沒有準(zhǔn)確的定位，因此需要對(duì)不同的兩個(gè)位置的自由空間重力異常值進(jìn)行比較。這種交叉點(diǎn)與值的大小不符合情況一般由測(cè)點(diǎn)位置誤差引起，這一點(diǎn)是由測(cè)量區(qū)域的重力變化梯度決定。

通過研發(fā)的新模型可以對(duì)交叉點(diǎn)坐標(biāo)改正數(shù)使用航跡線擬合系統(tǒng)進(jìn)行替代，對(duì)統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)楹瘮?shù)相關(guān)模型，從而將測(cè)線網(wǎng)平差的整體性體現(xiàn)出來，還能對(duì)運(yùn)算過程進(jìn)行簡(jiǎn)化[4]。

結(jié)語：本文就海洋測(cè)量誤差處理技術(shù)進(jìn)行了探討，通過對(duì)誤差出現(xiàn)原因的分析和誤差處理方法中的不足進(jìn)行分析和研究，我國(guó)一直在對(duì)海洋測(cè)量方法進(jìn)行不斷地創(chuàng)新和完善，通過對(duì)測(cè)量方法的完善，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)海洋測(cè)量工作的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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