GPS測(cè)量技術(shù)在海洋測(cè)繪中應(yīng)用分析

費(fèi)嚴(yán)鋮 范子賢

摘要：科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，推動(dòng)了GPS測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)我國(guó)海洋項(xiàng)目的建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用。本文對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)與海洋測(cè)繪進(jìn)行系統(tǒng)概述，介紹了GPS測(cè)量技術(shù)在海洋測(cè)繪中的具體應(yīng)用，以望有關(guān)人員借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量技術(shù);海洋測(cè)繪;水下測(cè)繪;自動(dòng)化;換能器

引言：我國(guó)海洋工程項(xiàng)目的高度發(fā)展得益于GPS測(cè)量技術(shù)的支持，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高了我國(guó)工程測(cè)繪的水平，為我國(guó)工程項(xiàng)目的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。GPS技術(shù)具有定位精準(zhǔn)、檢測(cè)時(shí)間短、操作過(guò)程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在海洋測(cè)繪中被廣泛應(yīng)用。

一、GPS測(cè)量技術(shù)與海洋測(cè)繪概述

（一）GPS測(cè)量技術(shù)概念

GPS測(cè)量通過(guò)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)星無(wú)線定位，GPS的全稱是衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)或全球定位系統(tǒng)。具有全球性、全天性、高精度以及保密性的特點(diǎn)，GPS由空間、地面、用戶三個(gè)系統(tǒng)組成。GPS測(cè)量過(guò)程中，主要以衛(wèi)星作為位置已知的空間觀測(cè)目標(biāo)，不需要形成地面的后方交會(huì)，每臺(tái)接收機(jī)都是獨(dú)立的控制點(diǎn)，利用所接收到的數(shù)據(jù)對(duì)被測(cè)量物進(jìn)行具體的計(jì)算，最終定位到具體的坐標(biāo)位置。

GPS測(cè)量技術(shù)具有功能性強(qiáng)、定位精準(zhǔn)、操作方法簡(jiǎn)單以及經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，GPS根據(jù)不同的測(cè)量要求提供所需要的數(shù)據(jù)，并保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。GPS測(cè)量技術(shù)可以進(jìn)行連續(xù)準(zhǔn)確的測(cè)量，通過(guò)對(duì)被測(cè)量物的定位與時(shí)間信息對(duì)時(shí)間與速度進(jìn)行測(cè)量，被廣泛應(yīng)用于多行業(yè)中?；贕PS的研究，可以對(duì)高建筑進(jìn)行絕對(duì)位置的測(cè)量，誤差能夠控制到0.1厘米以下[1]。GPS經(jīng)過(guò)多年的研究應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程。

（二）海洋測(cè)繪概況

海洋測(cè)繪依據(jù)海洋表面的數(shù)據(jù)對(duì)海洋底部進(jìn)行測(cè)繪的工作，主要包括對(duì)海洋區(qū)域、海底地勢(shì)、海洋地質(zhì)以及海洋地形進(jìn)行測(cè)繪，對(duì)海洋航行區(qū)進(jìn)行圖紙繪制。海洋測(cè)繪以海洋的水體和海底為對(duì)象進(jìn)行的測(cè)量和繪圖編制工作。海洋測(cè)繪對(duì)海洋路線進(jìn)行繪制，根據(jù)繪制得出的數(shù)據(jù)，對(duì)海洋內(nèi)部地形和現(xiàn)實(shí)情況加以分析海洋測(cè)繪的內(nèi)容不斷增多，范圍逐漸擴(kuò)大，測(cè)繪的精準(zhǔn)度不斷提高，測(cè)繪工作由近海區(qū)逐步向大洋深海區(qū)擴(kuò)展?？萍嫉牟粩喟l(fā)展推動(dòng)海洋測(cè)繪工作從手工轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化，例如：在海洋測(cè)量工作開(kāi)展時(shí)利用測(cè)量船等，對(duì)位置、水質(zhì)等進(jìn)行高精度測(cè)量。

二、GPS測(cè)量技術(shù)在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）水下測(cè)繪

水下測(cè)繪對(duì)測(cè)量環(huán)境具有一定的要求，無(wú)法進(jìn)行人工的水下測(cè)繪，所以將GPS測(cè)繪技術(shù)運(yùn)用到水下測(cè)繪中。水下測(cè)繪所運(yùn)用的測(cè)量設(shè)備規(guī)模小，降低外部不良因素對(duì)水下測(cè)量的影響;水下定位主要通過(guò)聲波在水中傳播路徑對(duì)水下目標(biāo)定位，通過(guò)測(cè)量船上的控制系統(tǒng)、在檢測(cè)船后“拖魚”內(nèi)安裝換能器等，在海底安置聲學(xué)應(yīng)答器、然后通過(guò)測(cè)定船到海底應(yīng)答器之間的距離或方向，推算海底控制點(diǎn)的坐標(biāo)。同時(shí)，GPS測(cè)繪技術(shù)可以運(yùn)用高精度的測(cè)量得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，為測(cè)量分析得出的結(jié)論提供了精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工測(cè)繪時(shí)，需要根據(jù)測(cè)試區(qū)域水面的寬窄大小、水流緩急等進(jìn)行測(cè)量。工作結(jié)束后，對(duì)所觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、匯總，對(duì)水位觀測(cè)結(jié)果和水深記錄計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高度。水下測(cè)繪對(duì)于定位精度有著高要求，通常是根據(jù)測(cè)繪圖比例尺和項(xiàng)目規(guī)定進(jìn)行，要求定位中心應(yīng)盡可能與所測(cè)深度中心一致，當(dāng)二者之間的水平距離小于等于定位精度要求的一半時(shí)，應(yīng)將定位中心歸算到探測(cè)中心。

（二）海洋測(cè)繪

海洋測(cè)繪的主要內(nèi)容主要分為：海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量、大地控制與海底控制測(cè)量、定位測(cè)深、海底地形勘測(cè)、海洋制圖等。水深的測(cè)量所得的深度是瞬時(shí)水位起算的，為了繪制海洋圖繪就必須規(guī)定一個(gè)固定的水面，深度基準(zhǔn)面，它在平均海面下。確定深度基準(zhǔn)面的原則就是：既要考慮航行的安全，又要充分提高航道的利用率。就是說(shuō)，如果圖載水深高于實(shí)際水深，很可能使得航船在航行過(guò)程中出現(xiàn)擱淺事故;如果圖載水深低于實(shí)際水深，使得航行在航行前誤認(rèn)為航道淺無(wú)法航行，致使航道利用率降低。我國(guó)采用理論最低潮面。在通常情況下，GPS系統(tǒng)運(yùn)用2000大地坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系在獲取數(shù)據(jù)信息之后，經(jīng)過(guò)資料分析把所獲得的數(shù)據(jù)位置轉(zhuǎn)化為地理坐標(biāo)[2]。無(wú)論轉(zhuǎn)化成什么樣的數(shù)據(jù)形式，都會(huì)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過(guò)程中出現(xiàn)偏差且無(wú)法避免。在對(duì)于海洋實(shí)際測(cè)繪中，需要增加數(shù)據(jù)收集與整理工作，健全海洋測(cè)繪工作的內(nèi)容，規(guī)范海洋測(cè)繪工作人員的工作能力。

（三）GPS測(cè)高技術(shù)

地形勘測(cè)圖是根據(jù)相關(guān)的形式對(duì)所勘測(cè)的地區(qū)、地貌以及地形進(jìn)行投影還原，利用GPS技術(shù)確定勘測(cè)地區(qū)的高度，目前GPS定位以及深度探測(cè)技術(shù)都比較完善，但由于海洋環(huán)境千變?nèi)f化等因素的影響，致使水面變化波動(dòng)大，導(dǎo)致在測(cè)量后得到的數(shù)據(jù)在進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)出現(xiàn)偏差。在GPS技術(shù)使用過(guò)程中，水下地形高度的測(cè)量通常結(jié)合水位測(cè)量，而且對(duì)水位進(jìn)行模擬推理，當(dāng)前GPS的技術(shù)，測(cè)量已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目上進(jìn)行應(yīng)用。

（四）形變測(cè)量

在形變測(cè)量項(xiàng)目的過(guò)程中，建設(shè)項(xiàng)目出現(xiàn)形變狀況，因此相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注形變測(cè)量的方式。在實(shí)際測(cè)量中，運(yùn)用GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)致測(cè)量，來(lái)協(xié)助測(cè)量人員對(duì)形變測(cè)量信息的了解，同時(shí)整合項(xiàng)目形變?cè)虿⑦M(jìn)行分析。形變項(xiàng)目的后期建設(shè)需要科學(xué)的解決方案，增強(qiáng)項(xiàng)目的施工建設(shè)質(zhì)量，盡量避免因項(xiàng)目建設(shè)形變而產(chǎn)生的不利影響。GPS連續(xù)觀測(cè)的對(duì)象是GPS觀測(cè)站到GPS衛(wèi)星之間的距離，其觀測(cè)量為GPS觀測(cè)站到GPS衛(wèi)星間的距離[3]。在測(cè)量施工過(guò)程中隨時(shí)都會(huì)產(chǎn)生形變問(wèn)題，尤其在GPS測(cè)量?jī)?nèi)容以及范圍不斷擴(kuò)大的中國(guó)，工程的形變問(wèn)題通常由于大型河壩的修建以及水壓?jiǎn)栴}而出現(xiàn)。GPS測(cè)量技術(shù)能夠有效提高在大型河壩修建過(guò)程中的精確程度，利用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，掌握測(cè)量工程的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為形變測(cè)量提供良好的技術(shù)支持。

結(jié)論：綜上所述，在建設(shè)項(xiàng)目的測(cè)量時(shí)，隨著GPS測(cè)繪技術(shù)水平的不斷提升，GPS的測(cè)量技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)具有高速、高精度等特點(diǎn)。但在測(cè)量中存在不可避免的缺陷，要求工作人員及行業(yè)人員進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高GPS測(cè)繪技術(shù)與海洋測(cè)繪的精準(zhǔn)度，盡最大可能減小誤差。

參考文獻(xiàn)：

[1]林祥偉.GPS測(cè)量技術(shù)在海洋測(cè)繪中的運(yùn)用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2021（25）：214-215.

[2]王藝棟.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用分析[J].江西建材，2021（06）：90-91.