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GPS在海洋测绘的精密定位及水深测量中的应用

【摘要】随着科技水平的发展和工业化进程的加速，海洋测绘

作为测绘科学技术中的重要的一个门类，其设备与技术都有了明显

的改进和提高。gps（全球定位系统），拥有精度高、可全天候运作、

操作简便等优点，在海洋水深测量与精密定位的应用中具有很高的

利用价值。文章就gps技术在海洋测绘中的水深测量与精密定位的

测量方法与工作原理进行了研究和分析。

【关键词】gps海洋测绘精密定位及水深测量

如今，常用于我国海洋测绘工作中的传统工作方法包括：罗盘定

位与六分仪、测深杆、测深绳、测深铅鱼等，这些传统的工作方法

测量精确度较低且效率不高，只能进行粗略的海图绘制，难以满足

高要求的探测工作的进行。为了解决此类问题，在遥感探测、声波

探测、卫星地位和激光探测等科学技术不断成熟的今天，它们将逐

步被应用于海洋测绘过程中，随着这些技术的使用，海洋测绘技术

也将逐渐向高效率、高精度、高现代化迈进。

1gps在海洋测绘的精密定位中的应用方法

目前，以中国沿海范围内为区域的无线电指向标-差分全球定位

系统（rbn/dgps）已经投入使用。此系统的有效工作距离可以达到

300公里，定位的精确程度可以保持在5米之内，很大程度上满足

了沿岸海道的测量大比例尺绘图过程中导航与定位的要求。但对于

要求高精度测量的区域而言，此系统依旧无法满足水位更正方式的

需求。而对gps-ppk技术而言，此项技术在测量时具有很高的精密

程度，而且在使用过程中数据链可以不用进行实时的通讯。

结合在海洋测量规范的要求，在综合对设备运行的成本、测量高

精度的要求、导航实时性的需求等许多实际问题考虑的前提下，进

行精密海洋测绘中的定位工作需要结合rbn/dgps和gps-ppk技术，

使用将两者相互结合的技术方案。其主要工作流程是，首先经

rbn/dgps系统对实时的定位导航进行系统支持，提供误差在3米之

内的实时定位数据，之后再由双频载波对其载波的相位数据进行记

录并观测所记录的相位的部分测量[1]。

2gps在海洋测绘的水深测量中的应用方法

2.1当前所使用的测量系统

眼下，最常使用的水深测量工作方式是使用多波束的水深测量系

统。与曾经所使用的单波束系统的测量工作相比，这种方法所收集

到的数据样本能够依据不同的水源深度直接获得，而且能够垂直于

航道的方向之上。因此，使用多波束的水深测量系统能够快速、精

确地对相对宽度范围中的两侧多点的水源深度进行测量，明确清楚

地探测海底的地形地貌。在进行测量的过程之中，通过利用多波束

的水深测量系统和使用gps系统的定位对某点的水深进行测定，就

可以快速对海底的地貌地形进行测量和绘制。

2.2gps与数字测深仪的实际应用

2.2.1水深测量工作中的基本步骤与作业方法

水深测量工作主要是指通过承载测量船与作业系统进行测量作

业进而获得水深数据的工作过程，其工作系统主要由专业软件和计

算机、gps接受装置、数字探测仪等设备组成。工作流程可以分为

测量前的准备工作、外业数据的收集工作、内业数据的处理工作、

测量成果的输出工作等几个步骤。（1）测量前的准备工作。在进行

水深测量的前期准备工作时需要注意一下几个方面：第一，对

gps-rtk基准站进行架设时，其位置应选择在测量范围内的中心区

域，要求处于视野开阔切地势较高的位置；第二，借助已知测量区

域内的两处wgs84坐标与北京54或西安80坐标，计算出所需要转

换的参数；第三，使用加密方法对已有的测量断面进行重新设置，

初步布设水深测量的作业线[2]。（2）外业数据的收集工作。在进

行此项工作是要注意一下几点：第一，要排除如参数错误等能够引

起基准站进行坐标转换计算出现误差的因素，对基准站的坐标进行

校验；第二，对测量深度系统中的各项设备进行连接，完成测量仪

器与更正天线的偏差、接受装置的数据格式、定位仪的接口和测深

仪配置等校准和连接工作，之后才可开始进行测量工作。（3）内业

数据的处理工作。内业数据的处理工作主要是指通过相应的处理软

件对所收集到水源深度的测量数据进行分析和处理，进而形成详细

的水深分析的统计报告、水深图等测量的实际成果，并将其进行输

出形成文档。

2.2.2gps-rtk