GPS測量技術在海洋測繪中應用分析

費嚴鋮 范子賢

摘要：科學技術水平的不斷發展，推動了GPS測量技術的不斷發展，對我國海洋項目的建設起到了至關重要的作用。本文對GPS測量技術與海洋測繪進行系統概述，介紹了GPS測量技術在海洋測繪中的具體應用，以望有關人員借鑒與參考。

關鍵詞：GPS測量技術;海洋測繪;水下測繪;自動化;換能器

引言：我國海洋工程項目的高度發展得益于GPS測量技術的支持，利用先進的科學技術，提高了我國工程測繪的水平，為我國工程項目的發展提供了技術支撐。GPS技術具有定位精準、檢測時間短、操作過程簡單等特點，在海洋測繪中被廣泛應用。

一、GPS測量技術與海洋測繪概述

（一）GPS測量技術概念

GPS測量通過GPS衛星導航系統進行衛星無線定位，GPS的全稱是衛星授時測距導航系統或全球定位系統。具有全球性、全天性、高精度以及保密性的特點，GPS由空間、地面、用戶三個系統組成。GPS測量過程中，主要以衛星作為位置已知的空間觀測目標，不需要形成地面的后方交會，每臺接收機都是獨立的控制點，利用所接收到的數據對被測量物進行具體的計算，最終定位到具體的坐標位置。

GPS測量技術具有功能性強、定位精準、操作方法簡單以及經濟效益高等特點，GPS根據不同的測量要求提供所需要的數據，并保證測量數據的準確性。GPS測量技術可以進行連續準確的測量，通過對被測量物的定位與時間信息對時間與速度進行測量，被廣泛應用于多行業中。基于GPS的研究，可以對高建筑進行絕對位置的測量，誤差能夠控制到0.1厘米以下[1]。GPS經過多年的研究應用，已經實現自動化操作，簡化了操作過程。

（二）海洋測繪概況

海洋測繪依據海洋表面的數據對海洋底部進行測繪的工作，主要包括對海洋區域、海底地勢、海洋地質以及海洋地形進行測繪，對海洋航行區進行圖紙繪制。海洋測繪以海洋的水體和海底為對象進行的測量和繪圖編制工作。海洋測繪對海洋路線進行繪制，根據繪制得出的數據，對海洋內部地形和現實情況加以分析海洋測繪的內容不斷增多，范圍逐漸擴大，測繪的精準度不斷提高，測繪工作由近海區逐步向大洋深海區擴展。科技的不斷發展推動海洋測繪工作從手工轉化為自動化，例如：在海洋測量工作開展時利用測量船等，對位置、水質等進行高精度測量。

二、GPS測量技術在海洋測繪中的應用

（一）水下測繪

水下測繪對測量環境具有一定的要求，無法進行人工的水下測繪，所以將GPS測繪技術運用到水下測繪中。水下測繪所運用的測量設備規模小，降低外部不良因素對水下測量的影響;水下定位主要通過聲波在水中傳播路徑對水下目標定位，通過測量船上的控制系統、在檢測船后“拖魚”內安裝換能器等，在海底安置聲學應答器、然后通過測定船到海底應答器之間的距離或方向，推算海底控制點的坐標。同時，GPS測繪技術可以運用高精度的測量得到準確的數據并進行分析，為測量分析得出的結論提供了精準數據支持，在現場進行施工測繪時，需要根據測試區域水面的寬窄大小、水流緩急等進行測量。工作結束后，對所觀測的數據進行整理、匯總，對水位觀測結果和水深記錄計算各測點高度。水下測繪對于定位精度有著高要求，通常是根據測繪圖比例尺和項目規定進行，要求定位中心應盡可能與所測深度中心一致，當二者之間的水平距離小于等于定位精度要求的一半時，應將定位中心歸算到探測中心。

（二）海洋測繪

海洋測繪的主要內容主要分為：海洋重力測量、海洋磁力測量、大地控制與海底控制測量、定位測深、海底地形勘測、海洋制圖等。水深的測量所得的深度是瞬時水位起算的，為了繪制海洋圖繪就必須規定一個固定的水面，深度基準面，它在平均海面下。確定深度基準面的原則就是：既要考慮航行的安全，又要充分提高航道的利用率。就是說，如果圖載水深高于實際水深，很可能使得航船在航行過程中出現擱淺事故;如果圖載水深低于實際水深，使得航行在航行前誤認為航道淺無法航行，致使航道利用率降低。我國采用理論最低潮面。在通常情況下，GPS系統運用2000大地坐標系，這種坐標系在獲取數據信息之后，經過資料分析把所獲得的數據位置轉化為地理坐標[2]。無論轉化成什么樣的數據形式，都會在數據轉化過程中出現偏差且無法避免。在對于海洋實際測繪中，需要增加數據收集與整理工作，健全海洋測繪工作的內容，規范海洋測繪工作人員的工作能力。

（三）GPS測高技術

地形勘測圖是根據相關的形式對所勘測的地區、地貌以及地形進行投影還原，利用GPS技術確定勘測地區的高度，目前GPS定位以及深度探測技術都比較完善，但由于海洋環境千變萬化等因素的影響，致使水面變化波動大，導致在測量后得到的數據在進行轉化時出現偏差。在GPS技術使用過程中，水下地形高度的測量通常結合水位測量，而且對水位進行模擬推理，當前GPS的技術，測量已經在多個項目上進行應用。

（四）形變測量

在形變測量項目的過程中，建設項目出現形變狀況，因此相關人員重點關注形變測量的方式。在實際測量中，運用GPS測量技術對建設項目進行細致測量，來協助測量人員對形變測量信息的了解，同時整合項目形變原因并進行分析。形變項目的后期建設需要科學的解決方案，增強項目的施工建設質量，盡量避免因項目建設形變而產生的不利影響。GPS連續觀測的對象是GPS觀測站到GPS衛星之間的距離，其觀測量為GPS觀測站到GPS衛星間的距離[3]。在測量施工過程中隨時都會產生形變問題，尤其在GPS測量內容以及范圍不斷擴大的中國，工程的形變問題通常由于大型河壩的修建以及水壓問題而出現。GPS測量技術能夠有效提高在大型河壩修建過程中的精確程度，利用自動化設備進行精準測量，掌握測量工程的精準數據，為形變測量提供良好的技術支持。

結論：綜上所述，在建設項目的測量時，隨著GPS測繪技術水平的不斷提升，GPS的測量技術在實際運用時具有高速、高精度等特點。但在測量中存在不可避免的缺陷，要求工作人員及行業人員進行科學的技術開發，提高GPS測繪技術與海洋測繪的精準度，盡最大可能減小誤差。

參考文獻：

[1]林祥偉.GPS測量技術在海洋測繪中的運用分析[J].住宅與房地產，2021（25）：214-215.

[2]王藝棟.GPS測量技術在工程測繪中的應用分析[J].江西建材，2021（06）：90-91.