基于無驗潮模式的黃河三角洲附近海區測驗研究

田慧 辛齊 王靜

【摘? 要】黃河三角洲附近海區測驗提出一種無驗潮模式測驗，即基于GNSS動態后處理技術和EGM2008地球重力模型聯合直接獲得海底測點三維坐標的方法。本文通過對試驗資料的分析，并與傳統驗潮方法比較，完全符合國家規范的要求。本文的無驗潮模式測驗方法解決了傳統通過驗潮進行海區測驗中勞動強度大、安全性差，成果精度低、工作效率不高的問題，提高了測驗成果的科技含量。

【關鍵詞】無驗潮模式;GNSS動態后處理;EGM2008地球重力模型;黃河三角洲海區測驗

1 引言

黃河三角洲附近海區目前采用的測驗技術為利用GNSS信標機測定測點的平面位置，測深儀測定測點的水深，其水深是通過人工摘錄測深儀模擬的測深曲線，測點采用測深儀固定距離自動打標定點，通過岸邊的潮位站測定潮位，根據潮位-水深的原理來確定測點海底的高程[1]。

傳統的驗潮測驗方法存在如下不足：1、潮位觀測危險系數高;2、潮水位改正誤差較大;3、傳統測驗方法測點密度不夠;4、手工操作出錯率高、效率低。為此，我們提出了一種基于GNSS動態后處理技術和EGM2008地球重力模型聯合直接獲得海底測點三維坐標的方法。

2 原理介紹

2.1 GNSS動態后處理技術

GNSS動態后處理技術（post processing kinetic），是利用載波相位進行事后差分的GNSS定位技術，其系統由基準站和流動站組成，原理為利用同步觀測基準站接收機和流動站接收機對衛星的載波相位觀測量;事后在計算機中利用TBC處理軟件進行線性組合，形成虛擬的載波相位觀測量值，確定接收機之間厘米級的相對位置;然后進行坐標轉換得到流動站在地方坐標系中的坐標[2]。

2.2 EGM2008地球重力模型

高程異常是GNSS測量中高程數值所不可缺少的重要參數，它是似大地水準面高和參考橢球高度之間的高差。2008年4月，美國地理空間情報局在充分利用最新觀測數據的基礎上研制并發布了最新一代的地球重力模型——EGM2008地球重力模型[3]，采用基本網格分辨率1′×1′的空間分辨率在1.8km左右，該模型在黃河下游山東測區范圍內采用的網格分辨率為2.5′×2.5′，空間分辨率為4km左右。

2.3 基于GNSS動態后處理和EGM2008地球重力模型獲取海底高程

本文主要是利用GNSS動態后處理技術對同步觀測的岸邊基站數據和移動站數據進行處理，得到海底測點的WGS84坐標系下的三維坐標，并利用EGM2008地球重力模型將WGS84大地高轉換為目前使用的1956黃海高程（或1985國家高程），再將每個測點的高程與測深儀所測得的測點水深對接，即可以求出該測點的海底高程[4]。

3 試驗

我們分別利用傳統驗潮方法和本文提出的方法在黃河三角洲附近海區測驗中進行試驗，將獲得的海底高程數據用斷面圖表示，橫軸是起點距，單位為km，縱軸為海底高程，單位為m。圖1是測線的斷面比較圖。

從圖中可以看出，兩種方法結果趨勢基本一致，但兩條線并不完全重合，存在一定的誤差，其誤差隨著起點距的增大而增大，即離岸邊越遠誤差越大，我們叫測深斷面的開口誤差，這也從一定程度上說明傳統驗潮測驗方法利用岸邊潮位改正深水區水深的弊端。

統計本文無驗潮模式的方法和傳統岸邊潮位改正結果的誤差參數，見表1。

在進行黃河三角洲附近海區測驗時，本文無驗潮模式的方法和傳統驗潮方法的測驗成果不完全一致，測點中誤差在±0.045m左右，面積相對誤差在0.22%左右;誤差大小和分布與海區的潮汐變化特性有關[5]。

4 結論

本文提出的無驗潮模式測驗方法，即基于GNSS動態后處理技術和EGM2008地球重力模型聯合獲取測點海底高程的方法，不僅提高了海區作業的安全程度、海區測驗的成果精度以及海區測驗成果的科技含量，而且極大地降低了勞動強度，提高了工作效率，節約了經費。

參考文獻：

[1] 霍瑞敬，宋士強，田慧. 黃河口海域測驗中GNSS動態后處理技術的應用[J]人民黃河. 2016

[2] 劉衛剛，馬靜.淺談GNSS-PPK技術在1：1萬基礎測繪中的應用[J].測繪技術裝備. 2015（02）

[3] 地球重力場研究現狀與進展[J]. 寧津生，王正濤.? 測繪地理信息. 2013（01）

[4] 程懷遠. 顧及EGM2008重力場模型的GNSS高程擬合研究[J] 全球定位系統. 2014

[5] 王長永，顏惠慶. 動態后處理技術在長江口水深測量的適用性[J] 水運工程.2017

（作者單位：黃河水利委員會山東水文水資源局）