海底大地基准点圆走航模式定位模型及分析

曾安敏，杨元喜，明 锋，马越原

1.地理信息工程国家重点实验室，陕西 西安 710054；2.西安测绘研究所，陕西 西安 710054；3.信息工程大学，河南 郑州 450001

海底大地基准网是水下导航定位、海底板块运动、海洋环境调查的基础，是海洋地质研究与海底资源勘探的重要支撑[1-3]。美国、加拿大、俄罗斯和日本等发达国家早已开启了海底大地基准网相关研究，并已基本掌握海底大地基准建立与维护技术[4-10]。虽然我国经过几代大地测量工作者的努力，建立了相对完善的陆地大地基准网[11-13]，但海底大地基准网建设仍处于起步阶段。

精确测定海底大地基准点坐标是海底大地基准网建设的核心目标。确定海底大地基准点坐标最常用的方法是海面GNSS测量与水声声学测距相结合的方法[4,10]。通过GNSS测量得到载体GNSS天线位置，利用姿态测量数据和GNSS天线到换能器的偏差数据，将GNSS天线位置归算到声学换能器的位置，再利用声学测距数据经处理得到海底大地基准点的位置[14-15]。这种方法测定的海底大地基准点的位置精度主要受GNSS观测误差和声速的不确定性所引起的测距误差的影响[6,16]。利用GNSS事后差分、精密单点定位可获得测量船轨迹厘米级的三维坐标[17]，相对于水声声学测距的分米级误差而言，测量船轨迹厘米级误差不是主要误差源。众所周知，水声声学测量中存在声线弯曲和声速变化误差[18]，声线弯曲误差与复杂的海洋环境和测量入射角有关[19]，声速变化误差与波场、发射和接收换能器之间的距离以及共振频率有关[20]。……