GPS技術在海洋測繪中的有效應用探究

徐仕宇

（惠州市海洋勘測設計中心， 廣東 惠州 516001）

工作實踐證明，與陸地測繪相比，海洋測繪對測繪方法有著較高的要求，僅僅依靠常規(guī)的視覺測繪方法是無法實現(xiàn)工作目標的，需要根據(jù)實際情況采用一些比較特殊的技術進行測繪，比如聲納技術、無線電技術等等。在這種情況下，如何對坐標參數(shù)與測繪參數(shù)進行關聯(lián)是測繪人員所面臨的重要課題，以往都是同時開展多個具有不同相對位置的測繪工作，以致在位置測量上存在一定誤差。但是將GPS技術應用到海洋測繪中，能夠有效解決這一問題，使海洋測繪的準確性得到有效保障，是海洋測繪行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。

1 GPS技術在海洋定位中的應用

1.1 GPS技術海上定位的基本原理

目前GPS技術可以劃分為動態(tài)定位及靜態(tài)定位，其中動態(tài)定位就是借助物體的速度、加速及位置等相關參數(shù)，對物體的位置信息進行測繪；而靜態(tài)定位就是選擇兩臺以上的衛(wèi)星信號接收器對數(shù)據(jù)進行接收并處理，以此獲取物體的坐標信息，結合相對位置信息獲取其他點的位置坐標。在利用GPS技術進行海上定位的時候，需要與船只導航設備相配合，通過船只設備中的陀螺儀、計程儀及聲納儀對位置信息數(shù)據(jù)進行分析和處理，以此保證海上定位的整體精度。對于近海海域的定位，需要充分利用基準站技術，以此保證海上定位的精度，使海上定位工作的目標得以順利完成[1]。

1.2 差分GPS技術的應用

作為 GPS技術中的一種關鍵技術，差分 GPS技術主要就是利用三維坐標及GPS基準臺獲取位置信息及偽距修正量，之后將其傳遞給GPS終端，結合實時的GPS數(shù)據(jù)對其進行修正，其中包括了偽距差分及位置差分。目前偽距差分的應用比較廣泛，而位置差分的運用原理較為簡單。將差分GPS技術運用到海洋定位中，既能夠接收到位置信息，也能夠獲取相應的修正參數(shù)，使海洋定位的精度得到有效提升。

根據(jù)現(xiàn)狀來看，差分GPS技術在海洋測繪中的應用范圍較為廣泛，比如在進行海洋物探定位的時候，通過將差分GPS接收端安裝到前后兩艘地震船上，之后在陸地上進行基準站的設置。在預定航線之前，通過GPS技術使地震船將地震波發(fā)射向海底巖層，由后方的地震船對地震波及GPS定位信號進行接收。通過地震波的物探信號將海洋地層結構反饋出來，若是發(fā)現(xiàn)儲油構造，可以采用差分 GPS技術進行定位，獲取準確的鉆孔位置信息，之后進行鉆井平臺的建造工作[2]。

2 GPS技術在水深測繪中的應用

2.1 水深測量中GPS技術的應用原理

根據(jù)以往水深測量工作情況來看，測深儀是其中比較常用的一種儀器，可以對回聲測深儀與GPS技術進行結合運用。通過控制設備將指令發(fā)送給換能器，在換能器將聲波發(fā)射向水中并遇到障礙物的時候，聲波信號會反射回來，通過對聲波往返的時間進行計算，能夠得到該測量點的水深深度。其次，由于海水的壓強、溫度及鹽度會影響到聲波的傳播速度，這就需要對其進行科學矯正，以此確保測量工作的精度達到要求。

2.2 水深測量的數(shù)據(jù)采集及處理

差分GPS技術在在水深測量中也體現(xiàn)出較高的應用價值，一般水深測量過程所采用的技術是信標差分系統(tǒng)，這主要是因為我國在海岸線上建立了信標基準站，能夠幫助工作人員及時接收基準站傳遞出來的矯正信息，使定位工作的精度得到有效提高。通過這種方式能夠有效保證測量工作的順利進行，不再需要另外建立基準站，在一定程度上還能夠降低測量工作的經(jīng)濟成本，使企業(yè)的經(jīng)濟效益得到有效提升[3]。一般在水深數(shù)據(jù)的處理工作時，需要借助計算機技術對其進行處理，在完成數(shù)據(jù)采集工作之后，將其錄入到計算機系統(tǒng)中，通過計算機技術能夠將數(shù)據(jù)中的誤差剔除，并對其進行矯正，最后完成成圖繪制工作。

3 GPS技術在海洋災害監(jiān)測中的應用

將GPS技術應用到海洋災害監(jiān)測工作中，能夠對海洋災害的產生原因及其發(fā)展進行監(jiān)測。一般海洋災害都是因為海底下陷及其他現(xiàn)場所造成的，若是無法對其進行有效監(jiān)測和預報，勢必會造成較大的財產損失，甚至威脅到附近人員的生命安全。面對這種情況，通過GPS技術能夠提高海洋災害監(jiān)測工作的水平，使海洋災害預報更加及時準確，從而有效降低財產及生命等各方面的損失。在進行海洋測繪工作時，通過海底地層布測及海洋大地控制網(wǎng)都能夠實現(xiàn)對海洋災害的監(jiān)測，對GPS技術的穩(wěn)定性及可靠性有著較高的要求。一般在進行海洋災害監(jiān)測工作的時候，需要經(jīng)過 2-3年，并對海底模塊運動情況及海底地殼形變情況進行重復性觀測和研究，通過GPS技術能夠對海況的更多情況進行準確探測，使海洋災害監(jiān)測工作的整體效果得到有效提升[4]。

4 海洋測繪中GPS技術的常見問題及解決措施

4.1 位置測繪偏差及修正

一般在進行海洋測繪工作時，通過RTK等各各種技術都能夠滿足海洋測繪對技術精度的要求，但是在深水海岸線及海洋水下地形等高精度的海洋測繪工作時，需要做好位置測繪偏差的修正工作，比較常用的方法包括了測繪中心與定位中心的統(tǒng)一，將測深儀與GPS天線的換能器控制在一個垂直線，或是在得到測量數(shù)據(jù)后，對測深儀與GPS天線的換能器位置進行歸正。無論是利用GPS技術進行定位，或是選擇RTK技術進行定位，都要保證海洋定位工作的精度，使其能夠達到定位精度的標準要求。

4.2 數(shù)據(jù)采集延時及校正

海洋測深是借助計算機對測深儀信號及GPS信號進行同時接收的過程，為保證信號數(shù)據(jù)的準確性，需要保證深度數(shù)據(jù)及GPS信號數(shù)據(jù)的采集達成一致，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集延時情況。然而就實際情況來看，在利用不同設備進行數(shù)據(jù)采集的時候，數(shù)據(jù)采集的速度必定存在一定的差異，這就無法保證深度數(shù)據(jù)采集及 GPS信號數(shù)據(jù)采集的一致性。面對這種情況，需要根據(jù)船只速度及儀器的數(shù)據(jù)采集速度對數(shù)據(jù)采集的時間進行校正，使數(shù)據(jù)失真問題得到有效解決，進而提高海洋測繪工作的整體精度。

4.3 坐標轉換誤差及校正

一般在利用GPS技術采集坐標信息的時候，需要采用三參數(shù)模型或七參數(shù)模型等轉換模型，無論是采用哪一種模型，都必然會出現(xiàn)一定的坐標誤差。造成坐標誤差的原因比較復雜，主要就是GPS技術在采集數(shù)據(jù)之后，會對其進行平面位置的轉換，即使數(shù)據(jù)模型的嚴密性較高，在受到觀測條件的影響作用下，依然無法保證數(shù)據(jù)的準確性。面對這種情況，需要及時對模型及數(shù)據(jù)進行校正，以此保證數(shù)據(jù)的準確性。同時，為保證轉換工作的有效進行，需要積極提高測繪工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，使其能夠充分理解坐標轉換誤差校正工作的重要性，以嚴謹、細致的心態(tài)做好各項工作，從而有效提高測繪工作的精度。

5 結語

綜上所述，GPS技術在海洋測繪中體現(xiàn)出較高的應用價值，能夠有效提高海洋測繪工作的效率及質量，促進海洋測繪行業(yè)的進一步發(fā)展。為充分發(fā)揮GPS技術在海洋測繪工作中的作用，相關人員要加強對GPS技術的應用研究，便于對相關工作進行持續(xù)優(yōu)化，使海洋測繪工作的整體水平得到有效提高，為海洋測繪技術的發(fā)展提供有利支持。