摘要：简要分析了海洋测绘基准的基本发展历程和需求，梳理和评述了近年来关于验潮站垂直基准确定方法的改进与完善，验潮站控制下的垂直基准的实现形式，长期验潮站在维持垂直基准方面的作用，海洋潮汐模型构建，特征潮面模型构建与转换等有关海洋垂直基准及与其相关的海洋潮汐研究的主要进展，预测了海洋测绘基准在海上高精度位置服务，垂直基准面及转换模型精化，空间基准应用等重点发展方向。
关键词：海洋测绘基准；需求；现状
前言
海洋测绘是关于海洋地理信息获取、处理、管理、表达和应用服务的理论和技术。获取地理信息的目标相似性和实施条件的特殊性，决定了海洋测绘所依托基准与通用大地测量基准从形式到构建的理论技术和方法都存在必然的联系与区别。总体而言，传统的平面基准及现代技术下的三维坐标基准（本文以下称位置基准）是区域或全球性大地测量基准向海洋的拓展和延伸，而垂直基准则表现出学科分支和行业的独特性，涉及与潮汐和重力等不同物理现象相联系的多重参考面。在传统技术下的海洋测绘实践中，海洋测绘基准通常与基础地理信息获取过程同步建立和应用。而在现代技术条件下，这类基准的建设和维持更凸显其重要性，连同海域重力、磁力等地球物理信息基准，构成海洋大地测量的研究和建设内容，具有先行和基础性地位叫。本文简要分析海洋测绘基准的技术发展状态，论证和分析近年的主要技术进步，预测研究和发展的重点方向。
1海洋测绘基准的历史与现状
海洋测绘信息的最终表达原则上均采用统一的大地坐标系。经典的技术方法是以国家天文大地网为基础，以三角测量或导线测量等方式开展海洋测绘的控制测量，测定海道测量控制点，称为海控点，主要分为海控一级和二级点，甚至发展精度等级更低的海控补充点。这些控制点连同国家大地控制网的等级点构成海洋测绘的控制基础，为海岸带区域的地形测图提供图根控制，更主要的是作为光学定位或无线电定位设备的架设站点或作为海上后方交会定位的照准标志，为海上测量载体的位置确定提供基准，也正是从这个意义上，体现了海洋测绘控制点对海上定位的控制作用。限于经典的海洋定位技术，传统海控点支持下的海上定位精度自米级到数百米级不等，依赖于观测技术和基准点的控制距离。而海控点与相邻点的相对精度指标仅处于分米级水平。限于技术条件，在远海海岛周边水域的有关测量中曾采用独立坐标系，定位所参照的基准点通过天文大地测量方式测定，或由陆基无线电定位系统实施远海海岛坐标传递。
全球卫星定位技术推动了海洋测绘定位基准建立方法以及海上定位手段的革命性变革。在GPS卫星定位系统应用初期，采用伪距单点定位模式，实现了近、远海水面测量载体10m级的定位精度，达到甚至超过此前所主要应用的地面无线电定位系统。在此定位模式下，导航卫星星座即发挥海上定位的基准作用，当然，本质上的基准是特定卫星所采用的大地坐标系及其维持框架，而鉴于当时的海上测量导航定位精度要求较低，这种基准维持作用在海洋测绘应用中是隐含的和可忽略的。由于直接单点定位成果从属于WGS--84地心坐标系，需通过坐标转换纳入所采用的参心坐标系。事实上，从20世纪90年代开始，在海洋测绘领域己逐步使用地心坐标系，以保证航海用户应用同一定位系统开展海上导航定位的需要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了提高沿岸和近海的测绘定位精度，动态差分定位模式成为海洋测绘定位的主流方式，差分定位基准站则发挥着实践中的位置基准作用。基于无线电指向标的差分定位系统（RBN）扮演了中国沿岸、近海海域海洋测绘一体化位置服务基准的角色，成为真正意义上的海控基准，有效发挥了米级精度的海洋测绘定位服务功能。技术的进步，使得传统的海控点逐渐失去海洋定位的基准控制作用，而主要作为海岸带地形测图的图根控制点。此后基于地基增强的定位技术，连续运行参考站网支持下的动态定位技术不断改进着海上定位的精度水平，达到分米级乃至厘米级的海洋测绘定位服务。相应的大地测量基准基础设施直接用作海洋测绘的位置基准。
在全球卫星定位技术应用之前，为了远海精确定位的需求，国际上从20世纪60年代起，提出建立海底大地控制网的构想，以无线电定位系统测定的海面船只位置为中继，以水声测量为核心手段开展海底大地控制点（网）定位，这便是海洋大地测量概念自1804年提出后逐渐形成理论和技术体系的开端。但直到20世纪80年代以后，海洋大地控制网在国外才真正得以体系化建设，特别是在全球卫星定位技术的支持下，在统一的大地坐标系内开展高精度的海底大地网观测，甚至应用于海底运动板块运动监测等地球动力学研究和地震监测服务。在我国，海底大地网的布设和观测则于近年成为海洋观测的一个研究重点。
2海洋测绘基准的需求
与陆地测量一样，海洋测绘数据必须包含在一定的参考框架内。为了显示海洋地理环境和物理环境信息，我们需要知道椭球面位置、高度（或深度）、地球重力场信息和水温、盐度、密度和其他信息的测点。从测绘的角度来看，海洋调查基准面也应由平面基准、垂直参考和重力基准面组成。无论是国家经济建设还是海洋划界工作，都有必要在严格的质量控制下建立一套全国乃至全球的基准体系。
2.1建立海洋测量基准是海洋开发活动的需要
海洋占地球表面积的71%，是人类生存的重要空间。人类在海洋上的所有活动都需要或多或少地了解它们在海洋中的位置。海上交通、海洋水产养殖、海事执法、渔业、海洋工程、海洋划界等都需要位置信息，这些位置信息无疑取决于位置信息。海洋和渔业，海洋工程，如需要知道水的深度，它要求深度的海洋测绘基准框架的的深度基准，提供客观价值的深度，通过基准和必要的表面瞬时时变信息深度恢复。以及陆地、海洋岛必须具有相同的一个表面高程以来，高度应尽可能符合大陆的表示方法，它要求海洋测绘组必须提出岛高程传递的方法。
2.2建立海洋测量基准是维护国家主权的需要
由于海洋资源丰富，世界正将注意力从陆地转移到海洋。中国与这些国家的海洋划界问题还没有得到很好的解决。就连一些周边国家和我国在岛礁所有权争议中依然存在，海洋权益竞争也日益加剧。
海洋划界，维护中国海洋权益，发展海洋资源，基本工作是开展海洋测绘，必须在科学基准的框架内进行海洋测绘。特别是领海基线的划分，有关岛屿和礁的位置的确定和海拔的确定需要有相当高的精度，而且需要更多的合理的基准数据来支持。
2.3建立海洋测量基准是军事斗争准备的需要
中国的海域是中华民族生存和发展的蓝色宝库，也是抵御外敌入侵的主要战场之一。维护国家安全，维护国家领土完整是一项艰巨而长期的任务。为了提高远程武器发射的机动性和准确性，需要高海拔数据、水深数据和高精度的高密度海洋重力场数据。登陆和着陆必须熟悉当地的海岸地形和岛屿和海滩附近的变化，这需要精确的海拔和深度测量。目前，我国只有少数几个控制点低的岛屿，而中国沿海的国家重力基础非常稀疏，海洋重力测量点的密度存在较大的差距。此外，数字技术和信息技术高度发达的现代战争依赖于各种各样的地图和图表，地图和图表的基准是非常重要的基础数据，这些数据需要放在统一的基准中。
结束语
在现代技术条件支持和应用需求牵引下，海洋测绘基准将独立于海道测量作业，形成海洋大地测量学的重要组成部分，为海洋测绘信息的获取、处理、管理和应用服务提供系列化基准支撑。在大地测量学和海洋学及相关技术相互交叉的基础上，以连续运行GNSS参考站和长期验潮站为基本维持框架，以多重参考面为基本表现形式的海洋测绘基准体系化构建与维持，将构成海洋测绘基准建设的长期主题。
参考文献
[1]宁津生.现代大地测量参考系统[J].测绘通报，2002，（6）：1~51.
[2]陈宗镛，汤恩祥.论我国高程基准面的确定问题[J].山东海洋学院学报，1980，10（1）：15~241.
论文作者:刘晓金
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/11
标签：基准论文; 海洋论文; 测量论文; 大地论文; 技术论文; 位置论文; 坐标系论文; 《防护工程》2017年第35期论文;