現代海洋測繪中GPS的應用

賀照明

摘 要：海洋測繪是現代測繪的重要組成部分，在經濟、科研與國防建設方面具有重要作用。為進一步提高現代海洋測繪的工作效率，本文從GPS技術角度出發的，在分析現代海洋測繪與GPS技術概念的基礎上，對現代海洋測繪中GPS技術的具體應用展開了深入研究。

關鍵詞：現代海洋測繪；GPS；海上定位；水深測量

海洋資源開發力度的不斷加大對海洋測繪提出了更為嚴格的要求。在當前計算機信息技術、通信技術迅速發展的時代背景下，海洋測繪也逐漸過渡到數字化測繪領域當中。GPS技術作為目前應用最廣的定位技術，其在海洋測繪中的作用不容忽視。基于此，本文主要對此項技術在現代海洋測繪中的相關應用予以探究，以期為提高海洋測繪的工作效率，使其更好地支持我國海洋資源開發提供有價值的參考意見。

一、現代海洋測繪與GPS概述

（一）現代海洋測繪概述

簡單來說，現代海洋測繪是以海洋水體與海底作為對象而開展的測量與海圖測繪工作[1]。具體來看，海洋測繪則是以海洋底層物理場的性質和相應的變化特征為依據，根據不同比例來繪制海圖的工作，主要包括海道測量、海底地形測量以及海洋大地與專題測量和海底地形圖的繪制等。

（二）GPS概述

GPS，即全球定位系統，是美國于1994年建成的具有海陸空全方位的三維導航與定位系統[2]。對GPS進行分析可知，其具有高精度、全天候和全球性的特點，能夠有效且準確地將點線面的三維坐標與有關信息提供給用戶，被廣泛應用于汽車定位、軍事系統等相關領域。

二、現代海洋測繪中GPS的具體應用

（一）海上定位

海上定位是海洋測繪的基礎工作，其主要工作等內容為確定船舶方位、導航艦船等，以海平面為劃分依據，可將海上定位分為海面定位和水下定位兩種。我國在近年來科學技術的不斷發展使得RBN/DGPS技術被廣泛應用到海洋測繪工作當中，基于該技術的海洋測繪能夠在300km內進行精準定位，且定位偏差大都但不超過5m，能夠基本滿足現階段我國沿海測量的大比例繪圖導航需求與導航定位的要求。對于距離超過300km的海域測繪，由于監控點的測量具有較大的難度，故常規的GPS靜態定位技術并不能滿足此種情況下的海洋測繪要求，而原有的DGPS技術也因自身隨流動站變化由于差分主站舉例較大而無法實現高精度定位，故并不能滿足較遠距離的海洋測繪工作要求。在此背景下，GPS-RTK技術應運而生，對這一技術進行分析可知，其是借助載波相位開展事后差分的GPS定位技術，這一技術在實際應用中在不需要數據的實時通訊的條件下便能夠滿足海上定位高精度的測量需求。

（二）水深測量

海洋水深測量，即利用測量船所配置的測量系統對海洋水深予以測量，進而獲得海洋的水深數據，構成這一系統的主要模塊包括了計算機、GPS接收器以及專門的水深測量軟件和多波束測量儀。相較于傳統的單波束測量，該系統能夠以水源深度差異為依據，從而直接獲取相應的深度信息，并直接在垂直方向上開展水深的測量工作，具有較強的可操作性和較高的測量精度。基于GPS的多波束水深測量系統對海洋水深進行測量的流程如下：首先，應進行準備工作，具體如下：1、在架設GPS-RTK基準站的過程中，應注意將其設置在需要測量區域的中心，并保證其設置的位置為周邊地勢較高且無明顯障礙物的區域；2、將基準換算坐標選定為西安80坐標或是北京54坐標。其次，在對數據進行采集的過程中，應確保數據參數均通過正確性檢查，避免因相關參數錯誤而導致基準站的定位發生偏差，當工作人員將測探設備予以正常連接后，便需要對測量儀、接收器的數據格式等進行校準，并對天線偏差予以檢查，在確保設備正常后，方可進行水深測量。最后，是數據處理。在數據處理過程中，應以專業軟件對經系統測量獲得的海水深度數據進行處理，進而獲得海洋測繪的數據分析報告，將其保存備用。

（三）水下地形測量

水下測量應對海底點的三維、平面坐標予以確定，并利用水聲儀器來完成水深測量。對水下地形圖進行分析可知，其是海上航運、海底電纜工程以及海上石油資源和漁業開發等得以順利開展的前提和基礎，只有在獲得準確的水下地形圖的基礎上，上述相關作業方能夠順利開展。海洋水下地形測量中引入GPS定位技術，能夠對水聲儀所在的位置予以快速、精確地定位，而對于具有較大比例尺的測量圖，可借助差分GPS技術來完成相對定位的工作。需要說明的是，在實際應用過程中，應將水聲儀器同GPS接收器予以結合，其中，水聲儀器的任務為進行海洋水深測量，GPS接收器的作用為完成定位測量，在此基礎上，經由相關電子記錄設備與計算機和繪圖儀等描繪出海洋水下地形圖，為確保相關海洋作業的順利進行提供水下地形參考。

四、結論

本文通過對現代海洋測繪與GPS的概念進行簡要的闡述，分別從海上定位、水深測量和水下地形測量三方面對現代海洋測繪中GPS的相關應用做出了系統探究，并對基于GPS的海洋測繪的誤差進行了分析。研究結果表明，GPS在海洋測繪當中的應用能夠有效提高海洋測繪的精度和效率，對于促進海洋測繪技術體系的進一步完善和促進相關海上事業的健康、穩定發展具有重要作用和意義。

參考文獻：

[1]顧飛艇，余永清.GPS技術在海洋測繪中的應用探討[J].浙江水利科技，2016，11（03）：77-78.