GPS技术在海洋测绘中的应用研究论文_崔树东

GPS技术在海洋测绘中的应用研究论文_崔树东

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摘要:测绘技术是针对社会发展需求,将建筑物、道路或者陡峭山峰的外貌经过计算机信息处理、测绘技术的相互应用进行精准测量,将地形地貌转换成电子信息的新型科学技术,但传统的测绘技术具有一定的区域限制,在茂密的原始森林、流动的江川湖泊以及奔流汹涌的大海中,都无法做到精准的外貌测量。在此前提之下,根据社会的发展需求,专业学者了利用GPS(全球定位系统)技术进行的测绘,全新的技术摆脱了对地域的限制要求,可以深入到无人之地,进行精密而又精准的测量,为人们更好的实时了解地球地域变化提供了强有力的技术支持,是现在无人之地测绘的重要方式之一。

关键词:GPS技术;海洋测绘;测绘研究

利用GPS技术进行海洋测绘是目前测绘技术学科的重要组成部分之一,尤其对于我国国民经济发展和国防强军建设有着举足轻重的重要地位,通过海洋测绘技术,可以完成海洋石油的勘测,精准的获取其地理位置,为海洋项目工程节省了大量的人力物力,也是测绘技术全面迈向数字化测量的标杆。它综合了GPS技术、计算机信息处理技术、传统测绘技术为一体,是测绘技术在海洋测绘的全新方向。

1.海洋测绘的具体操作

举例说明,现有针对群岛水域进行海洋水下地形地貌勘测与深水岸线勘测的测绘项目,利用GPS技术进行测绘,首先会在海洋岛屿建立多个控制点,再者针对多个控制点连成相关海洋海域信息控制网,最后借助由GPS技术建立的海域基本信息网进行信息采集,从而对整个海域的相关岛屿搭建起完整的全面平面控制网,最终实现通过GPS海洋测绘技术对整个海域包括相关岛屿在内的范围内,实现海洋区域化平面把控。

2.海洋测绘与GPS技术的内容概述

2.1海洋测绘技术内容概述

在全球有70%—75%的领域被水覆盖,对未知水域的探索是人类从远古时代就已经实行的行为,海洋可以带给我们种类丰富的美食、控制经济命脉的原油以及旅游业的快速发展,而海洋测绘技术的发展则大大加大了海洋对于经济发展的助力。测绘学科实践能力强、涉及理论多的一项重要组成就是今天文章的主题——海洋测绘,它借助于现代的科学发展,通过多种技术相结合对相关海域进行全方面的调查研究,是一项对我国测绘发展意义重大的新型技术之一。

2.2GPS技术的内容概述

全球定位系统是Global Positioning System的中译,通常习惯简称为GPS,它是由美国发明研制并在1964年正式投入使用,与我国北斗卫星相似,其主要工作原理是通过多个卫星建立的卫星网进行对海陆空三维空间的实时定位与航道导航,可以通过卫星来实施监控地域信息,达到信息快速、准确、高效的收集提取,信息的全天化与自动化其最大工作性质的特点之一。是完成海洋测绘技术的重要组成部分,在海洋测绘中有着举足轻重的重要地位,同时也对我国经济战略化发展有着重要影响。

3.GPS技术在海洋测绘的具体应用

3.1GPS技术建立的海洋控制网

由GPS技术建立的海洋控制网主要是由地平面、水平面以及海洋底部控制点共三个部分组成,其中针对海洋的测绘工作主要以海洋控制点为主,地平面和水平面为辅,开展的相关工作,海洋的测绘工作主要是利用GPS技术利用卫星信号接收器和卫星定位检测进行结合工作,同时利用不同信号控制点与不同控制点的测量进行整合,已完成整个海洋区域的测绘工作。

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3.2海洋测绘中GPS技术的具体应用

在我国海洋测绘技术的工作中,主要是需要针对海洋区域定位、水位的测量进行数据勘测,经过GPS技术海洋测绘技术的不断发展,利用现代网络科技,又开展出GPS RTK技术VRS(Virtual Reference Station的意思是虚拟参考站),它是原有GPS技术的改良与升级,改革后的技术有效的提高了测绘数据的准确性,得到我国沿海地区海洋测绘的广泛应用。同时为了进一步的提高水位勘测的精准度,在我国长达3.2万公里曲折的沿海地区,共建立了二十多座,覆盖离岸300km水域的GPS基准站,其采用的是DGPS技术(Difference Global Positioning System的缩写,即差分全球定位系统),其最终勘测数据可以达到亚米级精准,同时发展的还有GPSPPK技术(动态测量及数据处理),此技术目前可以在没有数据连接的前提之下,进行高精度的测量工作,得出效率高、信息准确的测量信息。

3.3GPS测绘工作中测高技术应用

地形图又称投影图,它可以有效的对地形地貌各个信息标注清楚,包括地形地貌的地理位置和高度都会有明确的信息表示,而海洋中地形图的实际测量也与GPS测绘技术有着密切的联系。目前我国的海洋测绘技术已经相对完善,但是通过善变无常的海洋环境因素,导致最终得出的测量结果会有些许误差,为了针对这一问题的改善,通常在进行海洋区域水下测绘时,会运用DGPS技术对该水域水位进行测量,将全球分差系统的测量数据再运用水位模型对水面的最低理论值进行合理推算,最终实现对高度的有效控制。在进行测绘时,运用GPSRTK或GPSPPK技术都能够有效减少水位误差,运用“无验潮”模式对海洋进行测绘,其具体的设备安置以及原理如上图所示。通过上图就可以运用公式对WGS-84的海底高程进行计算,即:H=H3-H2-H1,单位为m。

4.GPS技术在海洋测绘面临的问题及解决方案

4.1测量的位置偏差问题

由于海洋环境的无常,所以导致测量位置的数据存在误差,而跟随现在科学的发展,采用DGPS技术或PTK技术又可以很好的达到精准定位的目的,有效避免测量误差,以完成整个海洋的测绘项目。同时为有效避免发生偏差,需GPS天线与测深仪振荡器保持在同一垂线上,并且定位中心与测深保持一致,如果这两者之间发生较大的偏差,就需要将定位中心合并到测深中心处,从而保持两者的一致性。

4.2测量数据的延迟问题

在海洋测绘的工作完成后,通常需要区域定位和勘测的数据加入到最终结果的计算之中,但是在对数据提取时,通常会因为GPS定位中的测试设备数据传输的延迟问题,导致信息不能及时的同步,造成测绘数据偏差的现象出现,如此得到的区域海洋地形图信息不准确,处于数据失真的状态中,因此在得到最终结果后,需要针对误差存在的原因利用修正的计算公式,进行数据准确率的修正工作。

4.3测量中坐标转换的误差问题

根据目前我国海洋测绘的工作来看,在测绘中的坐标问题,通会采用WGS-84坐标系坐标技术,这是一种国际上常采用的地心坐标系,坐标数据的获取需要通过转换模型进行相互转换,三参数模型与七参数模型是坐标获取的常用模型转换法,二者主要是通过不同定位技术进行不同应用,如三参数转换模型通常为DGPS定位技术提供服务,而七参数模型进行转换则为RTK网络技术提供服务。项目工作中在通过相关软件进行收集和数据的处理时,软件会自动对数据中的水深与高线的测量误差进行结合,如果最终合成间距等高线为0.5m,结合实际就需要将之调整为1.0m。

结束语

综上所示,GPS技术是海洋测绘中不可或缺的重要组成部分,而本文主要是通过测绘技术的现代发展以及GPS技术在海洋测绘工作的具体应用展开的分析,此技术打破的传统测绘区域的弊端,提高了测绘数据的准确性,拓宽了测绘技术的具体应用领域,对我国海洋资源的勘测有着重大的发展作用,同时,为我国今后的海洋测绘技术提供全新的发展方向,促进我国海洋领域的快速发展。

参考文献

[1]郭雄强,刘力,刘思航,彭云.探究现代海洋测绘及通信技术在港航道疏浚工程测量中的应用[J].科技风,2017(14):126.

[2]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.

[3]王凯.浅谈GPS在海洋测绘中的应用[J].科学技术创新,2017,(30):90 -91.

论文作者:崔树东

论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期

论文发表时间:2018/8/15

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