淺談GPS在海洋測繪中的應用

尹國強

摘要：隨著科學技術和社會經濟水平的飛速發展，海洋測繪技術也在不斷提高，GPS測繪技術的應用很大程度上克服了傳統測繪區域的限制，不僅可以測量陸地海平面上方空間，同時可以測量海洋上空空間，已然變成了海洋測繪的主要方式之一。

關鍵詞：GPS；海洋測繪；應用

海洋測繪，顧名思義就是以海洋以及其中的相關物質為對象開展的測繪工作。海洋測繪與陸地測繪不同的是，海面以下對象對于常規的視覺測繪方法來說都是不可見的，因此，往往需要采用特殊的技術，如無線電、聲納等技術進行探測。這樣一來，如何關聯測繪參數與坐標參數，便成為了需要研究的重點問題

1海洋測繪簡介

海洋測繪是指測量海洋底部的地球物理場的性質及其變化特征，繪制成不同比例尺的海圖和專題海圖，是對海洋水體和海底為對象所進行的測量和海圖編制工作。主要包括海道測量、海洋大地測量、海底地形測量、海洋專題測量，以及航海圖、海底地形圖、各種海洋專題圖和海洋圖集等的編制。海洋測繪的方法主要包括海洋地震測量、海洋重力測量、海洋磁力測量、海底熱流測量、海洋電法測量和海洋放射性測量。因海洋水體存在，須用海洋調查船和專門的測量儀器進行快速的連續觀測，一船多用，綜合考察。基本測量方式包括：（1）路線測量。即剖面測量。了解海區的地質構造和地球物理場基本特征。（2）面積測量。按任務定的成圖比例尺，布置一定距離的測線網。比例尺越大，測網密度愈密。在海洋調查中，廣泛采用無線電定位系統和GPS技術。

2 GPS技術在海洋定位中的應用

2.1海上定位技術的基本原理

GPS定位技術一般可分為靜態定位和動態定位兩類。靜態定位是指利用兩臺以上的衛星信號接收器接收數據，處理后得到坐標，并結合相對位置信息，得到其他測算點的位置坐標；動態測量技術則是依靠物體的位置、速度、加速度等參數實時測繪物體的位置信息。在海上定位工作中，采用GPS接收器和船只導航設備相配合，如結合船只配備的聲納儀、計程儀、陀螺儀等設備綜合分析并處理位置信息數據，可以更好的提高定位精度。在近海海域，結合基準站技術，可以實現極高精度的海上定位工作，其中，差分技術極為關鍵的一項定位技術。

2.2 GPS技術概念

GPS技術又被稱之為全球定位系統，這項技術是由美國發明的。運用這項技術可以有效完成對海、陸、空等三維空間進行實時定位和導航。這項技術的最大特點在于借助衛星，實現對信息接收端的實時監控，從而促使信息高效、準確的提取，具有全天化和自動化的特點。

3 GPS技術在海洋測繪中的應用

3.1GPS技術在海洋測繪中精確定位中的應用

現今，在我國沿海范圍已經開始使用無線電指向標-差分全球定位系統（RBN/DGPS），這一系統能夠在300公里范圍內進行偏差不超過5米的精確定位，能夠滿足現今條件下的沿岸海道的測量大比例尺繪圖過程中導航與定位的要求，就其定位性而言，一般情況下的海洋測繪是足夠的，但是仍然無法滿足高精度測量的需求。但是使用GPS-PPK技術則不會存在這些問題，GPS-PPK技術能夠保證高精度的測量，同時在使用的過程中，不必使數據鏈進行實時通訊。在對海洋進行精密測繪時需要從經費預算、海洋測量精度、導航實時性的需求等多方面進行綜合考慮的情況下，將RBN/DGPS和GPS-PPK技術兩者的優點進行結合而得出的技術方案能夠良好的實現以上考慮

3.2 GPS在水深測量中的應用

海洋測繪中的水深測量是指使用搭載在測量船上的測量系統對海洋進行水深測量從而得出的數據，測量系統主要是由專門的測量軟件和電腦、GPS接收裝置、多波束水深測量儀等組成。下面對海洋測繪的整個測繪流程進行介紹：（1）前期準備工作，在這一階段，測量人員需要對以下幾個方面引起注意：其一，在架設GPS-RTK基準站時，需要將其設置在需要測量的區域的中心區域，且需要處在周圍地勢較高周圍沒有明顯的遮擋物的地方。其二，通過使用北京54或西安80坐標為基準換算需要的坐標。其三，通過對已測量數據的重新加密，從而重新設定原有的測量斷面，對需要測量的水深作業線進行初步的布設。（2）當開始進行數據收集時，需要校驗數據參數的正確性，避免因為參數錯誤等引起的基站定位誤差，當海洋測繪中的測深設備連接正常后，需要對測量儀器與更正天線的偏差、接受裝置的數據格式、定位儀的接口和測深儀配置等進行校準，并經檢驗正常后方可繼續進行工作。（3）當完成數據收集進入數據處理階段時，需要通過專業的軟件完成數據處理工作，通過對測量得到的海洋深度的數據進行處理，得出海洋測繪的系統化的分析報告，并以文檔的形式進行保存。

3.3差分GPS技術

差分技術，即差分GPS技術。其主要思想是利用已知的差分GPS基準臺，結合精確的三維坐標，求出位置修正量與偽距修正量，將修正量發送至GPS終端，結合相應的實時GPS數據進行修正。按照差分基準臺發送信息的方法，可以將差分定位分為位置差分和偽距差分。位置差分是利用安置在已知精確坐標基準站的GPS接收機所接收的位置數據鏈，對用戶所接收到的坐標數據進行修正，其原理最為簡單；偽距差分是利用已知坐標求出站星的距離，對比含有誤差的測量數據后，將誤差信息傳給用戶作為修正依據，該技術應用最為廣泛。利用差分GPS技術，用戶不僅能接收到位置信息，還能接受到相應的修正數據，可以更加有效地提高定位精度。

3.4 GPS-RTK 在測量海洋深度時的注意事項

GPS-RTK 對水深的定位是通過對當前設定的或者是所要求的坐標系進行的，因此在使用的過程中需要首先進行參數的計算求解，建立在同一個坐標系下，而后才能進行分析對比，因此，在對基站架設位置的選擇時要特別注意建立在地勢較高的中心區域，而后通過對測量得到的定位數據對比已知的坐標點的實際數據，通過專用軟件的分析計算得出測量區域內的坐標系數。

4結語

海洋測繪是我們認知海洋重要的一步，新技術在海洋測繪方面的應用能夠更好的提高測繪的精度，GPS技術由于其自身卓越的性能和巨大的優勢在海洋測繪方面有著廣闊的前景，應該加快對于GPS在海洋測繪方面的研究，使其不僅能夠在海洋測繪方面發揮作用，更能夠在內陸的水域與近海海洋的測繪中發揮重要作用。

參考文獻：

[1]李峰.試析GPS技術在海洋測繪中的應用[J].建材與裝飾，2017（31）.

[2]時海.GPSRTK與全站儀在地形圖測繪中的聯合應用[J].工程技術：全文版，2017（2）：238.

（作者單位：大連五星測繪科技有限公司）