浅谈GPS在海洋测绘中的应用

　　摘要：随着科学技术和社会经济水平的飞速发展，海洋测绘技术也在不断提高，GPS测绘技术的应用很大程度上克服了传统测绘区域的限制，不仅可以测量陆地海平面上方空间，同时可以测量海洋上空空间，已然变成了海洋测绘的主要方式之一。
　　关键词：GPS；海洋测绘；应用
　　海洋测绘，顾名思义就是以海洋以及其中的相关物质为对象开展的测绘工作。海洋测绘与陆地测绘不同的是，海面以下对象对于常规的视觉测绘方法来说都是不可见的，因此，往往需要采用特殊的技术，如无线电、声纳等技术进行探测。这样一来，如何关联测绘参数与坐标参数，便成为了需要研究的重点问题
　　1海洋测绘简介
　　海洋测绘是指测量海洋底部的地球物理场的性质及其变化特征，绘制成不同比例尺的海图和专题海图，是对海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。海洋测绘的方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。因海洋水体存在，须用海洋调查船和专门的测量仪器进行快速的连续观测，一船多用，综合考察。基本测量方式包括：（1）路线测量。即剖面测量。了解海区的地质构造和地球物理场基本特征。（2）面积测量。按任务定的成图比例尺，布置一定距离的测线网。比例尺越大，测网密度愈密。在海洋调查中，广泛采用无线电定位系统和GPS技术。
　　2 GPS技术在海洋定位中的应用
　　2.1海上定位技术的基本原理
　　GPS定位技术一般可分为静态定位和动态定位两类。静态定位是指利用两台以上的卫星信号接收器接收数据，处理后得到坐标，并结合相对位置信息，得到其他测算点的位置坐标；动态测量技术则是依靠物体的位置、速度、加速度等参数实时测绘物体的位置信息。在海上定位工作中，采用GPS接收器和船只导航设备相配合，如结合船只配备的声纳仪、计程仪、陀螺仪等设备综合分析并处理位置信息数据，可以更好的提高定位精度。在近海海域，结合基准站技术，可以实现极高精度的海上定位工作，其中，差分技术极为关键的一项定位技术。
　　2.2 GPS技术概念
　　GPS技术又被称之为全球定位系统，这项技术是由美国发明的。运用这项技术可以有效完成对海、陆、空等三维空间进行实时定位和导航。这项技术的最大特点在于借助卫星，实现对信息接收端的实时监控，从而促使信息高效、准确的提取，具有全天化和自动化的特点。
　　3 GPS技术在海洋测绘中的应用
　　3.1GPS技术在海洋测绘中精确定位中的应用
　　现今，在我国沿海范围已经开始使用无线电指向标-差分全球定位系统（RBN/DGPS），这一系统能够在300公里范围内进行偏差不超过5米的精确定位，能够满足现今条件下的沿岸海道的测量大比例尺绘图过程中导航与定位的要求，就其定位性而言，一般情况下的海洋测绘是足够的，但是仍然无法满足高精度测量的需求。但是使用GPS-PPK技术则不会存在这些问题，GPS-PPK技术能够保证高精度的测量，同时在使用的过程中，不必使数据链进行实时通讯。在对海洋进行精密测绘时需要从经费预算、海洋测量精度、导航实时性的需求等多方面进行综合考虑的情况下，将RBN/DGPS和GPS-PPK技术两者的优点进行结合而得出的技术方案能够良好的实现以上考虑
　　3.2 GPS在水深测量中的应用
　　海洋测绘中的水深测量是指使用搭载在测量船上的测量系统对海洋进行水深测量从而得出的数据，测量系统主要是由专门的测量软件和电脑、GPS接收装置、多波束水深测量仪等组成。下面对海洋测绘的整个测绘流程进行介绍：（1）前期准备工作，在这一阶段，测量人员需要对以下几个方面引起注意：其一，在架设GPS-RTK基准站时，需要将其设置在需要测量的区域的中心区域，且需要处在周围地势较高周围没有明显的遮挡物的地方。其二，通过使用北京54或西安80坐标为基准换算需要的坐标。其三，通过对已测量数据的重新加密，从而重新设定原有的测量断面，对需要测量的水深作业线进行初步的布设。（2）当开始进行数据收集时，需要校验数据参数的正确性，避免因为参数错误等引起的基站定位误差，当海洋测绘中的测深设备连接正常后，需要对测量仪器与更正天线的偏差、接受装置的数据格式、定位仪的接口和测深仪配置等进行校准，并经检验正常后方可继续进行工作。（3）当完成数据收集进入数据处理阶段时，需要通过专业的软件完成数据处理工作，通过对测量得到的海洋深度的数据进行处理，得出海洋测绘的系统化的分析报告，并以文档的形式进行保存。
　　3.3差分GPS技术
　　差分技术，即差分GPS技术。其主要思想是利用已知的差分GPS基準台，结合精确的三维坐标，求出位置修正量与伪距修正量，将修正量发送至GPS终端，结合相应的实时GPS数据进行修正。按照差分基准台发送信息的方法，可以将差分定位分为位置差分和伪距差分。位置差分是利用安置在已知精确坐标基准站的GPS接收机所接收的位置数据链，对用户所接收到的坐标数据进行修正，其原理最为简单；伪距差分是利用已知坐标求出站星的距离，对比含有误差的测量数据后，将误差信息传给用户作为修正依据，该技术应用最为广泛。利用差分GPS技术，用户不仅能接收到位置信息，还能接受到相应的修正数据，可以更加有效地提高定位精度。
　　3.4 GPS-RTK 在测量海洋深度时的注意事项
　　GPS-RTK 对水深的定位是通过对当前设定的或者是所要求的坐标系进行的，因此在使用的过程中需要首先进行参数的计算求解，建立在同一个坐标系下，而后才能进行分析对比，因此，在对基站架设位置的选择时要特别注意建立在地势较高的中心区域，而后通过对测量得到的定位数据对比已知的坐标点的实际数据，通过专用软件的分析计算得出测量区域内的坐标系数。
　　4结语
　　海洋测绘是我们认知海洋重要的一步，新技术在海洋测绘方面的应用能够更好的提高测绘的精度，GPS技术由于其自身卓越的性能和巨大的优势在海洋测绘方面有着广阔的前景，应该加快对于GPS在海洋测绘方面的研究，使其不仅能够在海洋测绘方面发挥作用，更能够在内陆的水域与近海海洋的测绘中发挥重要作用。
　　参考文献：
　　[1]李峰.试析GPS技术在海洋测绘中的应用[J].建材与装饰，2017（31）.
　　[2]时海.GPSRTK与全站仪在地形图测绘中的联合应用[J].工程技术：全文版，2017（2）：238.
　　（作者单位：大连五星测绘科技有限公司）

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