摘要：海洋测绘是测量海洋底部的地球物理场的性质及其变化特征，以绘制成不同比例尺的海图和专题海图。海洋测绘主要包括海上定位、海洋大地测量和水下地形测量。海上定位通常是指海上确定船位的工作，主要用于舰船导航，同时又是海洋大地测量不可缺少的工作。海洋大地测量主要包括在海洋范围内布设的大地控制网，进行海洋重力测量。在此基础上进行水下的地形测量，测绘水下地形图，测定海洋大地水准面。此外海洋测绘的工作还包括海洋划、航道测量以及海洋资源勘探与开发、海底管道的铺设、近海工程、打捞、疏浚等海洋工程测量、平均海面测量、海面地形测量等。海上定位是海洋测绘中的最基本的工作。由于海域辽阔，海上定位可以根据离海岸距离的远近而采用不同的定位方法，其中就包括GPS卫星定位。
关键词：GPS；海洋测绘；应用；发展
一、在海洋的测量中关于测量基本技术的具体运用
GPS测量技术在海洋探索的测量事业当中得到了广泛的使用，能否将这项事业贯彻进去，能否灵活进行运用关系着对于能否促进海洋事业的发展起到重要的作用。关于GPS技术的具体运用有很多需要注意的事项，具体有以下四个方面：第一，需要的海洋测量的过程中考虑安全问题，在对海洋的探索过程中，安全问题是最重要的问题，如果没有很好的安全保障是无法对工作进行开展的，所以海洋测量事业首先需要注意的问题就是海洋测量的安全问题。第二，需要注意对于GPS技术的数量操作，对于掌握这门技术的工作人员，需要对工作进行综合的把握，将不熟悉的事项进行一一了解，在工作当中能够灵活运用。只有娴熟的工作技能才能够在工作当中将这一技术进行贯彻，熟练的技术是海洋测量的重要内容。第三，在海洋测量的过程中，需要运用对计算机技术进行灵活掌握，只有熟练的计算机技术才能够将工作落实下去，所以工作流程和工作的方法是海洋测量中非常重要的内容。在具体的工作当中需要将所有的工作内容非常熟悉的掌握只有数量的工作方式才能够促进工作高效有序完成，促进工作的进一步发展。
二、GPS技术的应用领域及测量原理
2.1 GPS技术的应用领域
GPS系统即全球定位系统，它的主要用途包括：
第一，陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；
第二，海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；
第三，航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
GPS技术目前广泛应用与世界上的各个领域，而且应用也十分普遍。在GPS刚投入使用的时候，只是在军事上使用，很多领域并没有GPS的使用，而现在GPS已经普遍到每个居民用户。GPS技术的应用领域主要包括：测量、交通、救援、农业、娱乐消遣、导航、临时收频、军事等领域。
GPS技术给测绘界带来了一场革命，领用GPS中的技术可以使测量的精度达到厘米级以上，而且GPS技术与传统的手工测量技术相比有着很大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无须通视；测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。在当前，GPS技术已经广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。
2.2 GPS技术的测量原理
GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS是美国国防部组织并开发的一个全球性、全天候、高精度的导航定位和时间传递系统，空间部分由24颗卫星组成，是军民两用系统，提供两个等级的服务。美国政府为了加强其在全球导航市场的竞争力，撤销对的干扰技术，标准定位服务定位精度双频工作时实际可提高到20米。授时精度提高到40纳秒，以此抑制其他国家建立与其平行的系统，并提倡以GPS和美国政府的增强系统作为国际使用的标准。
GPS的工作原理为：24颗GPS卫星在离地面12000km的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得地面上的任何一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，就可以得到接收机至GPS卫星之间的距离，利用三维坐标中的距离公式，用三颗卫星就可以组成三个方程，解出观测点的位置（X，Y，Z），考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和时差，因而需要引入第4颗卫星，形成四个方程式进行求解，从而得到观测点的经度、纬度和高度。
GPS卫星定位是以三角测量定位原理来进行定位的。它采用多星高轨测距体制，以接收机至GPS卫星之间的距离作为基本观测量。当地面用户的GPS接收机同时接收到3颗以上卫星的信号后，通过使用伪距测量或载波相位测量，测算出卫星信号到接收机所需要的时间、距离，再结合各卫星所处的位置信息，将卫星至用户的多个等距离球面相交后，即可确定用户的三维（经度、纬度、高度）坐标位置以及速度、时间等相关参数。
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三、GPS技术在海洋测绘领域的应用
海洋测绘主要包括海上定位、海洋大地测量和水下地形测量。在海上定位和水下地形测量中都有GPS技术的应用。
3.1GPS技术应用于海上定位
海上定位是海洋测绘的重要工作，在海上作业如果不知道自己的具体位置，那将是一件不可想象的事情。海上定位通常是通过定位系统，确定船只的具体位置和方向，主要是用于船只导航，同时也是海洋测绘中不可或缺的工作。GPS技术在海上定位的应用主要包括海面定位和水下定位，水下定位主要是用于水下地形测量。
为了能够获得比较好的海上定位精度，是采用GPS接收机与船上的导航设备组合起来进行定位。例如，在GPS伪距法定位的同时，用船上的计程仪（或多普勒声纳）、陀螺仪的观测值联合推求船位。对于近海海域，还可采用在岸上或岛屿上设立基准站，采用差分技术或动态相对定位技术进行高精度海上定位。利用差分GPS技术可以进行海洋物探定位和海洋石油钻井平台的定位。进行海洋物探定位时，在岸上设置一个基准站，另外在前后两条地震船上都安装差分GPS接收机。前面的地震船按预定航线利用差分GPS导航和定位，按一定距离或一定时间通过人工控制向海底岩层发生地震波，后续船接收地震反射波，同时记录GPS定位结果。通过分析地震波在地层内的传播特性，研究地层的结构，从而寻找石油资源的储油构造。根据地质构造的特点，在构造图上设计钻孔位置。利用差分GPS技术按预先设计的孔位建立安装钻井平台。
GPS技术在海洋测绘中的海上定位中的重要性不可忽视，海洋测绘的大量测量工作都要用到海上定位的数据。
3.2GPS技术应用于水下地形测量
水下地形测量是海洋测绘的最基本的工作之一。由于海域辽阔，海上定位颗根据离海岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距、GPS卫星定位等。
水下地形测量主要是海道测量，海底控制测量是确定海底点的三维坐标或平面坐标，而水下地形测量还需要利用水声仪器测定水深。对于近海领域，采用在岸上会岛屿上设立基准站，采用动态相对位技术进行高精度海上定位。在船上安装差分GPS接收机和测深仪。测量船按预定航线利用差分GPS导航和定位，测深仪按一定距离或一定时间按照事先设定自动向海底发射超声波并接受海底的发射波，同时记录GPS的定位结果和测深数据。定位测量和水深测量的数据都有了之后，就可以利用这些电子手簿和计算机、绘图仪等组成系统，测绘水深图和水下地形图等。
四、GPS技术在海洋测绘领域的应用中出现的问题及解决方法
4.1出现的问题
由于GPS技术是由美国军方制作并控制的，因此我们在使用GPS数据时就要考虑到数据的真实性和数据的实用性。美国军方可以随时修改我们使用的数据，如果数据不准确一切工作都没有任何用途。
另一方面，由于GPS定位系统是基于美国军方的国家战略研发的，所以其对外开放的彻底性还有所保留，加上整个系统本身研发时的局限性和民用领域的不断延伸，所以同其他测量手段一样，GPS测量误差也不可避免，因此在进行海洋测绘的时候需要注意出现的误差。
4.2解决方法
在数据使用的问题上，我们目前还没有什么卫星定位系统可以和GPS卫星定位系统相比，不论是我国的北斗系列，还是GLONASS 全球导航卫星系统或Galileo系统总体功能现在都无法与GPS相比，因此我们要在研发新的系统的同时，还是要使用GPS的数据来解决我们目前的一些问题。
对于GPS测量时产生的误差，我们应该分析产生误差的原因，一般出现的都是系统误差。对于这些系统误差，我们不可避免，因此只能通过一些参数来进行数据结果的修正。另外，还有一部分误差是我们在进行数据转换的时候产生的。因为GPS卫星定位系统采用的是WGS-84坐标系统，而在我们国家一般使用的是北京54坐标系统，因此在使用GPS数据时就需要进行坐标系之间的转换。由于不同的地方的转换参数不同，因此坐标系之间的转换是一项浩大的工程，在转换构成中就会产生一些误差，对于这些误差我们也只能尽量避免。只有这些误差都减小了之后，我们进行海洋测绘的工作才能做的更精细，数据才能更准确。
结束语：
GPS技术已经广泛应用于各个领域，在海洋测绘领域也不例外。对于海上定位，海洋的水下地形测量，GPS技术发挥了很大的作用，我们使用GPS技术让我们在海洋测绘领域的成果更进一步，建立了海洋测量平面控制网。GPS技术的引进改变了传统的测量方法，节省了很多人力物力。
参考文献：
[1]董妍.GPS 在海洋测绘中的应用 2013.6
[2]柯可.GPS技术的原理及其在测绘领域的应用.2016.9
[3]谢荣安.GPS RTK技术在海洋测绘中的应用 2014.2
论文作者:刘业伟,朱林华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/19
标签：测量论文; 海洋论文; 技术论文; 海上论文; 水下论文; 工作论文; 误差论文; 《基层建设》2018年第12期论文;