海洋測量誤差處理技術探討

何通

摘要：本文圍繞著海洋測量誤差處理技術展開了討論，首先介紹了從粗差定位到系統誤差補償的海洋測量誤差和處理技術，隨后分析了從測線濾波到測線網平差的海洋測量誤差和處理技術，目前這些成果都被廣泛應用于海洋測量中。

關鍵詞：海洋測量誤差；處理技術

一、從粗差定位到系統誤差補償

（一）粗差定位

人們在測量學領域，習慣以誤差產生原因、特性以及大小作為依據，將其分為偶然誤差、系統誤差以及粗差三個部分。觀測值中只存在偶然誤差是經典測量平差法的前提條件，在現代測量平差中則對平差要求涉及到系統誤差和粗差，從而對平差結構的可靠性進行保證[1]。在進行海洋測量的過程中，各種因素都會對其產生影響，因此與陸地測量相比，出現粗差的概率大大提升，并且由于難以重復觀測海洋測量以及幾何圖形檢核條件的缺乏，所以在海洋測量資料質量控制和檢查中如何處理粗差這一問題十分重要。遠小于或遠大于正常值的異常數據就是粗差。

目前需要做的定位海洋測量中的異常數據，但粗差并不是完全造成異常數據的因素，所以對于異常值的真偽需要以當時的儀器狀態以及海況條件為依據進行分析。在檢查資料的過程中，需要做到將異常值自動查找出來，并對其位置進行準確定位。目前使用的主要有兩類方法，一種是在建立在統計推值和函數基礎上的比較判別法，一種是建立在經典統計理論上的誤差統計檢驗法。但這些傳統方法在實際應用中具有不穩定性。對此，需要在海洋測量數據處理領域中引入抗差估計理論，從而將海洋測量異常數據統計檢驗的抗差能力進行提升。

（二）系統誤差補償

在海洋測量的整個過程中，各種誤差源都不可避免的會對其產生影響和干擾，這些一般表現為隨機性或系統性[2]。出現系統性偏差的重要原因就是各項改正不足或過量、海況條件差異以及儀器校準誤差。通常情況下，都以測區系統差來稱呼檢查線方向或主測線方向均呈系統變化的誤差，用測線系統差來概括只在單一測線呈現系統性變化的誤差。

以系統誤差的變化特征為依據，可以將測線系統差和補償測區系統誤差的計算公式算出。但在公式的基礎上，如果系統不具有明顯的誤差，也就是以處理系統誤差的方法處理偶然誤差，這種方法無法將矛盾消除，還會導致原始數據發生畸變，從而使得更大的誤差出現。對此，需要以方差分析方法為依據，將海洋測量系統誤差顯著性檢驗標準建立起來。其原因就在于參量測量在海面上，因此可以將其作為抽樣試驗看待，將測線方向和測線位置當作試驗條件差異看待。對此，測量中的系統誤差和方差分析中的條件誤差相對應，偶然誤差就會變為試驗誤差。

二、從測線濾波到測線網平差

（一）測線濾波

在進行海洋測量的過程中，一般都需要測量船的航行路線保持直線勻速，但由于海浪、風等的影響，所以實際上測量船的航線并不是直線勻速的，測量船時刻都在以定位結果為依據對船的走向進行修正，在這一過程中，船的航線為波動變化的情況[3]。并且過去在進行海洋重力測量工作時，定位技術還不夠發達，且具有較低的精準度，為了對各種干擾進行規避，就需要濾波處理定位數據，從而獎最佳的估計提供給測量船。一般情況下都是用樣條函數、三角多項式、正交多項式以及一半多項式擬合航跡線，在對各種函數的長處和短處進行分析后將其適用條件指出，這些在實際應用中都對我國的磁力測量和海洋重力測量的成果進行了提升。

（二）測線網平差

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

通過研發的新模型可以對交叉點坐標改正數使用航跡線擬合系統進行替代，對統計相關模型進行轉變，轉變為函數相關模型，從而將測線網平差的整體性體現出來，還能對運算過程進行簡化[4]。

結語：本文就海洋測量誤差處理技術進行了探討，通過對誤差出現原因的分析和誤差處理方法中的不足進行分析和研究，我國一直在對海洋測量方法進行不斷地創新和完善，通過對測量方法的完善，進一步推動我國海洋測量工作的發展。

參考文獻

[1]向龍鳳，孫超，李明楊.非均勻海洋環境噪聲中的匹配場處理艦船輻射噪聲級估計方法[J].聲學學報，2015，06：779-788.

[2]鄭一，岳軍，紀乃華，施國全，韋俊霞.基于PAADCP的海流流速的誤差分析及校正方法[J].海洋科學，2013，05：81-86.

[3]歐陽永忠，陸秀平，米陽，吳太旗，任來平，黃辰虎.通用走航式海洋測量作業平臺的設計與實現[J].海洋測繪，2012，06：1-6.

[4]季順迎，王安良，王宇新，李海，岳前進.渤海海冰現場監測的數字圖像技術及其應用[J].海洋學報（中文版），2011，04：79-87.