GPS 在海洋测绘中的应用研究

王光学

（92292 部队，山东 青岛 266404）

1 GPS 测绘技术的应用

为更好地落实GPS 测绘技术在海洋测绘工作开展过程中的实际应用效果，需要对GPS 测绘技术的相关内容和使用过程展开全面说明。

1.1 GPS 海洋控制网

由于海洋测绘工作开展时具有测量基准实时变化的特征问题，因此在测量方式选择方面较为复杂繁琐，为有效避免因测量技术错失造成测量结果存在偏差，首先应注重划定海洋测绘开展运行的实际测量工作范围，通过引入海洋控制网概念予以完成。GPS 海洋控制网是将海底、海平面和陆地三者之间建立必要的联系，按照一定的规则形式划定海洋测绘工作开展的区域范围。其中海底控制点的确立是确定海洋控制网建立的重要核心组成部分，通过充分运用GPS 技术中信号接收完成卫星的同步定位，并借助水声应答判断控制点之间的距离，从容有效完成海底控制点的确立，最终执行海底控制点的监控工作。通过GPS 技术构建海洋测绘工作开展的空间范围基础设定，有效关联陆地与海洋，在很大程度上推动了后续海洋工程建设工作的发展进程。

1.2 GPS 定位技术

由于海洋测绘作为有效针对海洋地表形式开展的测绘工作，具有实时性的特点，因此，在实际测量工作执行中需要充分考量不可视性，确保相关信息数据测量的位置确定发挥关键基础作用。目前在我国所实行的现有海洋测绘工程项目建设中，共计22 座可以全面检测附近海域的基准站保证海洋测绘中GPS 定位技术的精准度发挥效用。GPS 技术定位的测量精确层级已达亚米级标准，能够充分满足海洋测绘工作开展过程中对于定位方面的基本要求。同时GPS 技术中借助网络RTK 技术，进一步实现卫星定位系统的连续运行，提供综合性的定位服务。对于省级和市级沿海地区，充分借助地理和政策优势，借助海洋测绘基准站网络，全方位提供多重等级精度的定位与导航服务，在提供动态定位的同时注重静态数据传输服务形式。随着不断地实践开发利用，GPS 定位技术有了全新的定义，在原有形式上进行了更新与优化，有效地突破了数据传输贡献的局限性，确保海洋测绘工作开展的实际效用发挥，从根本上提升所获取的海洋测绘数据精确度。

1.3 GPS 的测高技术

在陆地完成地形图的绘制监测可以通过正投影图形完成，按照相应标准和比例完成地形地貌的位置确定和高度数据示例，而对于海底地形图的制作需要运用深度测量仪器和水位线变化数据资料综合评估判断，最终获取相应的高程信息。目前，海洋GPS 测绘技术愈发成熟，由于海洋内部环境整体变化形式多样，难以根据水位资料和高程测量完成海洋测绘工作，最终获取的预测结果存在误差的可能性极高。对此，应充分发挥DGPS 技术在海平面之下的地形定值功能，借助水位站的作用实时观测水位变化，并借助水位模型完成海平面数值推导测算工作，确保高程控制数值的准确性。当实际需要测绘的区域位置距离海岸距离较远时，应摒弃传统潮面验潮方法，选择性引入海洋测绘中的“无验潮”技术，在保证海洋测绘精确度范围满足要求的同时，尽可能地缩小水位变化的误差数值。GPS 高程测量技术完成海底高程测定工作运行本质是将处理后的时点高程数据取代水位合成数据，从根本上减少测量误差数值出现的可能性，从而大幅度提升高程测量数据的精确程度。

2 海洋测绘存在的问题及解决措施

2.1 位置偏差修正

在海洋测绘工作的实际开展过程中，通过使用GPS技术，充分发挥相关的定位功能，在技术选择方面可以从根本上满足海洋测绘数据的精准度要求。海洋测绘工程内容的其中一项，就是测绘海洋水下地形，通过对于海洋内部的深水岸线展开相应调查，将深度检测中心与GPS 技术要求的定位中心重合至一点，并在水位波动的过程中始终保持一致。此时的海洋深度测量仪器的中心位置与全球定位系统的传输天线两者之间相互垂直，呈现90°的态势。当两部分中心的相对位置存在偏差且超过规定允许的偏差值范围，为有效地完成偏差位置修正，可以借助GPS 技术的定位功能进行解决。例如对于海洋沿岸进行填海造路工程开展时，顺延海岸线边缘逐步想海洋内部推进，这就造成填海工程的实际开展范围与海岸线范围出现重合，从而取代原始海岸线。若此时的海洋数据测量工作不能全面保证相关数据测量的精准程度，存在相应的位置偏差，会在很大程度上影响后续标图的绘制，此时的填海区域会成为孤岛。

2.2 延时改正

通过分析海洋测深的整体作业过程可以看出，为保证测深与定位工作高效同时完成，可以通过转变现有输出接口与计算机的连接方式，也就是将GPS 定位输出接口与测深仪的输出接口并列关联计算机，从而提出解决测深和定位两部分工作延时问题的方案。在进行海洋测绘数据采集过程中需要特别关注的是，由于测深仪器设备在功能使用方面难以轻易做到与GPS 定位在执行测绘作业时难以保持同步，从而促使海洋测绘获取的相应深度数据存在一定的误差，继而使海洋测绘的地形地貌失真，难以保证海洋测绘工作的真实准确性。通过GPS 技术使用，在实际海洋测绘工作借助数据测量船只的运行速度，通过专门的公式完成相关数据计算，从而有效地发挥其延时改正的功能，进一步增强测绘数据的精确程度。

2.3 坐标转换误差

应用GPS 技术获取的定位坐标形式与测绘数据选用的地方坐标形式有所差别，为更好地完成海洋测绘，可借助GPS 技术完成定位数据信息获取，该技术需要通过相关坐标表现形式转换模型，转换为所需的坐标形式。常见的坐标转换模型有七参数和三参数两类，也就是在坐标转换时可通过七类参数转换或者是三类参数转换完成模型转换。但是通过DGPS 技术可以从数据采集初期的坐标表现形式，即采用平行位置转换辅助网络RTK 技术，可以有效保证海洋测绘数据采集过程中提升测绘平面和海洋高程数据的精准程度，最终通过七参数模型完成三维空间转换，确保海洋测绘数据信息转换和坐标定位形式转变工作的顺利进行。七参数模型的坐标转换形式在数学计算理论角度进行分析有极强的精准性和严密性，相关数据的转换获取是值得肯定的。但是在海洋测绘的实践过程中，由于各种外在客观条件的影响，比如观测条件恶劣、观测时间选取等诸多具有随机不定项特点的相关制约因素，都会造成最终测量数据信息的精确度，从而在一定程度上对海洋测绘数据的坐标表现形式转换产生不利影响。也就是说，由于测量数据本身存在误差，继而影响以此为基础的后续海洋测绘工作的运行开展，最终制约海洋测绘的准确程度。

2.4 专业人才缺失，测量设备不全面

在海洋测绘工作开展过程中有效地使用GPS 技术，可以进一步推动海洋沿岸的工程建设，在节省工程建设资源使用方面有显著成效，应充分注重临海工程建设成本费用支出控制工作的落实情况，从而有效增强临海省市的整体工业发展能力，提高海洋工业的发展水平。但是，在实际GPS 技术应用在海洋测绘作业过程中，相关海洋数据测量单位仍然存在着由于测量设备较为老旧，相关数据测量精准程度较低，影响最终数据获取的问题，在很大程度上制约了GPS 定位技术相关坐标数据转化工作。与此同时，由于参与海洋测绘活动的工作人员缺乏对海洋测量数据精准程度的重视，自身测绘专业技术的知识水平较为薄弱，相关测绘工程职业素养较低，缺乏海洋测绘实践经验，因此，在很大程度上造成最终测量数据存在误差，继而影响海洋测绘活动的测量结果，使海域位置的设定与真实位置出现偏移。更有甚者，会出现海域位置的所属权益的纠纷。因此，必须有效改善当前出现的海洋测绘问题，重视专业性人才培育工作，引入世界先进GPS 测绘技术设备，顺应时代发展背景要求，提供与海洋测绘工作需要相配备的GPS 测量工具，确保GPS 设备在开展海洋数据测量工作的精确程度，从而更好地发挥全球定位系统海洋测绘工作效益。

3 总结

为有效完成海洋测绘工作，确保实际海洋数据测量工作开展过程中实时性特点得到充分满足，需要相应地协调海底测量技术的使用，有效避免因海底不可视性等因素造成数据测量结果存在偏差的问题出现，继而限制海洋测绘工作活动的持续运行。目前，GPS 技术正处于不断优化并且壮大的发展时期，为响应时代背景，应在极大程度上扩展全球定位系统技术应用空间范围，特别是对于海洋测绘作业工作开展。在有效开展海底地面的数据测量，确定海底及海平面相对位置，以及完成海洋水下地形地貌的精准测量工作方面都需要充分发挥GPS技术，并将该技术持续渗透至海洋测绘作业过程，为海洋测绘工作提供必要的基础技术依据。GPS 技术的广泛应用，对于GPS 技术本身具有重要建设性指导意义，可以促使相关技术内容的更新优化，确保海洋测绘相关测量数据获取的精准性，优化整体操作过程，保证海洋测绘工作实施过程的简化、便捷。