GPS技术在海洋测绘中的运用论文_赵中飞,张金营,王红兵

山东省国土测绘院 山东省济南市 250102

摘要:GPS技术随着经济和科技的不断发展也迎来了较大的发展机遇。人们在生活中经常会用到GPS技术进行路面导航,或是人工定位。GPS技术不仅可以在生活中大展身手,在海洋测绘中,GPS技术也承担了重要的责任。

关键词:GPS技术;定位;海洋测绘

海洋测绘在测绘科学中占据了至关重要的位置,在科学探讨、国防构建以及国民经济的发展方面都起到不可替代的重要作用。随着通讯、卫星以及计算机技术的日新月异,海洋测绘也发生了重大的改变,不再受时空的限制,现在的海洋测绘已经演变成以数字形式的测量为主,典型代表为3S技术的现代化海洋测绘。不管是调控测量,还是海上定位,或者是海岸测量都运用了GPS技术进行测绘,且卓有成效。

一、GPS技术与海洋测绘概述

GPS系统具有距离较广、轨道为圆形等特点,属于卫星导航系统,而且,其覆盖面较广,地球绝大部分区域都能够利用GPS技术获得精准度较高的定位,除此之外,速度测定和时间标准都可以通过GPS技术获得,精准度也是比较高的。此系统最初是为军事行业服务的,到了后来才延伸到生活领域。

根据海洋最底端的物理场的根本性质和相应的变化特点制作比例尺不同的专题海图,针对海洋的水体及其底端为主体所实施的测量与海图制作是海洋测绘的实际内容,大体上囊括海道测量、海洋专题测量以及海底地形测量这几方面的内容。海洋测绘的方式有很多种,其中包括地震测量、磁力测量和重力测量等方式。海洋调查船和专业性测量设备都是为了能够进行迅速且持续的测量而存在的,测量的主要内容包括路线测量和面积测量。除了GPS技术外,海洋测绘的过程中还会大量用到无线电定位系统。

因此,GPS技术在海洋测绘中能够充分发挥其优势,为海洋测绘提供精准的定位,在一定程度上给海洋测绘带来了便利。

二、GPS技术在海洋测绘中的应用

(一)海洋控制网

地面、海面和海底控制点是海洋控制网的主要内容,其中海底控制点占据比较重要的首要位置。借助GPS信号接收器与卫星通过定位观测系统的结合,还运用了水声应答器测量GPS信号接收器和不同控制点间隔进行测量是测量海底控制点的工作原理。

(二)GPS定位技术的应用

定位、测深和水位是海洋测绘中水深数据采集的主要元素。每个地区可能会采用不同的测绘技术,但是,不管是什么样的技术都应起到应有的效果。比如RTK技术,符合我国海洋测绘导航和定位要求,可以进行近海岸的测量,而且精度极高。GPS RTK技术是GPS技术不断完善的版本,也就是“升级版”,其性能也有所提高。在海洋测绘中应用GPS RTK技术可以使海洋测绘获得的精度更高,从而达到更好的测绘效果[1]。

(三)GPS测高技术的应用

航运、海洋资源的勘测以及海上钻井平台的建造等都需要参考水下地形图,因此,水下地形图在这些领域有着不可或缺的重要意义。在进行水下地形图的制作时,必须要重视对海道的测量,如果海道测量出现严重误差,就很可能导致整个测绘结果变成无效结果。另外,在测量水深测线之间的距离时对比例尺有一定的要求,在测量时,比例不能相同。满足对比例尺的要求,对降低测绘误差有一定的帮助。

地形地貌特征可以通过图1的地形图进行了解,因此,地形图从某种意义上来说,实际上就是投影图,地形图利用简洁明了的表达方式来表示地形中的位置和高程,海洋中的地形图同理,也是利用GPS技术测量平面位置,再综合各种资料和信息确定高程测量点。尽管我国已经具有非常完善的海洋测绘技术,但是由于海洋环境比较多变,测量结果必然会出现一定的误差,因此,可以利用GPS测高技术,DGPS进行海洋测绘,在一定程度上降低误差率,使测量结果尽可能地偏向正确值。

水下地形测量的实收主要是通过对GPS技术的运用来完成的,通过观测水位站和利用水位模型推演出理论层面的最低潮面值的方式进行相应的高程调控。如果测量区域与陆域海岸存在一定的距离,在距离测量区域最近的岸点设立相应的潮位站是以往的验潮形式,尽管这样的方式杜绝了对较远距离的潮位差值的考虑,而且相应的潮汐数据也可以通过短期站、长期站以及临时站的测量获得,但是参数成本较高、精准度也不会很高。然而,通过对GPS PPK与GPS RTK“无验潮”技术,能够对降低水位误差有极大的帮助。

图1 地形图

三、GPS技术应用中存在的问题及解决措施

(一)位置偏差

不论是RTK技术,还是DGPS技术,都能够使测绘工程的精度达到一定的要求。在进行实际水下地形测绘以及深水海岸线的测量时,对GPS天线以及测深仪振荡器也有一定的要求。要想保证定位与测深的统一就必须将定位中心与测深中心进行合并处理[2]。

(二)数据延时

要想保证定位与测深具有一定的同步性,就必须使测深仪的输出接口与GPS的定位输出接口同时与计算机进行对接。GPS定位和测深设施在采集数据时,很有可能会不同步,这样测出结果就会存在一定的误差,在对地形地貌进行测绘时,就很可能出现失真的现象。

(三)解决措施

为了解决以上问题,现提出几点可参考的策略,具体如下:

首先,相关技术人员要及时优化GPS技术,同时也要注意培养自身的专业技能和专业素养。海洋测绘工作属于技术含量较高的工作,要求相关技术人员必须具有一定的专业技能,如果相关技术人员无法熟练掌握GPS技术也无法将GPS技术应用到海洋测绘中,将会对海洋测绘工作造成严重的影响。因此,相关部门要根据实际情况组织相关技术人员进行培训。除了及时优化GPS技术,还需要注意GPS技术在海洋测绘中的实际运用[3]。

其次,要解决数据延时的问题,也需要相关技术人员在进行海洋测绘时,要结合多方面的影响因素,尽可能地减少误差,从而使最终的测量结果在最大程度上偏向正确值。另外,相关技术人员在进行海洋测量时也要认真谨慎地对待工作,尽管GPS技术能够提供一定的技术支持,相关技术人员也不能过于依赖GPS技术带来的便利,必须具备一定的思考和观察能力,这样一来,如果GPS仪器出现故障,海洋测绘的进展也不会受到太多阻碍。

总的来说,GPS技术应用范围非常的广。不管是在导航定位方面,还是测量定位方面,GPS技术都能提供强大的技术支持。而且GPS系统具有距离较广、轨道为圆形等特点,属于卫星导航系统,具有极为广泛的覆盖面,地球绝大部分区域都能够利用GPS技术获得精准度较高的定位,除此之外,速度测定和时间标准都可以通过GPS技术获得,精准度也是比较高的。此系统最初是为军事行业服务的,到了后来才延伸到生活领域。本文的研究重点是GPS技术在海洋测绘中的应用,在GPS技术应用中存在的问题及解决措施也有一些拓展,而文章的前半部分主要是围绕着GPS技术与海洋测绘的概念展开,海洋测绘在测绘科学中占据了至关重要的位置,在科学探讨、国防构建以及国民经济的发展方面都起到不可替代的重要作用。

结束语

本文在GPS技术在海洋测绘中的应用这一部分主要提及海洋控制网、GPS定位技术的应用和GPS测高技术的应用,而且展开了具体的论述。尽管GPS技术具有精度高、覆盖范围广等优势,在各个领域都能发挥至关重要的作用。但是,GPS技术在海洋测绘中的应用仍存在一定的问题,主要是因为海洋环境比较多变,GPS技术容易受到多种因素的影响,这给GPS技术的应用和海洋测绘带来了一定的麻烦,海洋测绘过程中不可避免地会存在误差。因此,仍需对GPS技术进行优化,使其能够在海洋测绘中最大程度地减少误差,从而实现提高GPS技术在海洋测绘中应用精准度的目标,为海洋测绘的发展提供助力。

参考文献

[1]陆川.浅谈海洋测绘中GPS技术的应用[J].石化技术, 2016, 23(3):98-98.

[2]顾飞艇, 余永清.GPS技术在海洋测绘中的应用探讨[J].浙江水利科技, 2016, 44(3):77-78.

[3]薛建.GPS技术在海洋测绘中的应用研究[J].江西建材, 2016(21):222-223.

论文作者:赵中飞,张金营,王红兵

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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GPS技术在海洋测绘中的运用论文_赵中飞,张金营,王红兵
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