现代海洋测绘中GPS的应用

贺照明

摘 要：海洋测绘是现代测绘的重要组成部分，在经济、科研与国防建设方面具有重要作用。为进一步提高现代海洋测绘的工作效率，本文从GPS技术角度出发的，在分析现代海洋测绘与GPS技术概念的基础上，对现代海洋测绘中GPS技术的具体应用展开了深入研究。

关键词：现代海洋测绘；GPS；海上定位；水深测量

海洋资源开发力度的不断加大对海洋测绘提出了更为严格的要求。在当前计算机信息技术、通信技术迅速发展的时代背景下，海洋测绘也逐渐过渡到数字化测绘领域当中。GPS技术作为目前应用最广的定位技术，其在海洋测绘中的作用不容忽视。基于此，本文主要对此项技术在现代海洋测绘中的相关应用予以探究，以期为提高海洋测绘的工作效率，使其更好地支持我国海洋资源开发提供有价值的参考意见。

一、现代海洋测绘与GPS概述

（一）现代海洋测绘概述

简单来说，现代海洋测绘是以海洋水体与海底作为对象而开展的测量与海图测绘工作[1]。具体来看，海洋测绘则是以海洋底层物理场的性质和相应的变化特征为依据，根据不同比例来绘制海图的工作，主要包括海道测量、海底地形测量以及海洋大地与专题测量和海底地形图的绘制等。

（二）GPS概述

GPS，即全球定位系统，是美国于1994年建成的具有海陆空全方位的三维导航与定位系统[2]。对GPS进行分析可知，其具有高精度、全天候和全球性的特点，能够有效且准确地将点线面的三维坐标与有关信息提供给用户，被广泛应用于汽车定位、军事系统等相关领域。

二、现代海洋测绘中GPS的具体应用

（一）海上定位

海上定位是海洋测绘的基础工作，其主要工作等内容为确定船舶方位、导航舰船等，以海平面为划分依据，可将海上定位分为海面定位和水下定位两种。我国在近年来科学技术的不断发展使得RBN/DGPS技术被广泛应用到海洋测绘工作当中，基于该技术的海洋测绘能够在300km内进行精准定位，且定位偏差大都但不超过5m，能够基本满足现阶段我国沿海测量的大比例绘图导航需求与导航定位的要求。对于距离超过300km的海域测绘，由于监控点的测量具有较大的难度，故常规的GPS静态定位技术并不能满足此种情况下的海洋测绘要求，而原有的DGPS技术也因自身随流动站变化由于差分主站举例较大而无法实现高精度定位，故并不能满足较远距离的海洋测绘工作要求。在此背景下，GPS-RTK技术应运而生，对这一技术进行分析可知，其是借助载波相位开展事后差分的GPS定位技术，这一技术在实际应用中在不需要数据的实时通讯的条件下便能够满足海上定位高精度的测量需求。

（二）水深测量

海洋水深测量，即利用测量船所配置的测量系统对海洋水深予以测量，进而获得海洋的水深数据，构成这一系统的主要模块包括了计算机、GPS接收器以及专门的水深测量软件和多波束测量仪。相较于传统的单波束测量，该系统能夠以水源深度差异为依据，从而直接获取相应的深度信息，并直接在垂直方向上开展水深的测量工作，具有较强的可操作性和较高的测量精度。基于GPS的多波束水深测量系统对海洋水深进行测量的流程如下：首先，应进行准备工作，具体如下：1、在架设GPS-RTK基准站的过程中，应注意将其设置在需要测量区域的中心，并保证其设置的位置为周边地势较高且无明显障碍物的区域；2、将基准换算坐标选定为西安80坐标或是北京54坐标。其次，在对数据进行采集的过程中，应确保数据参数均通过正确性检查，避免因相关参数错误而导致基准站的定位发生偏差，当工作人员将测探设备予以正常连接后，便需要对测量仪、接收器的数据格式等进行校准，并对天线偏差予以检查，在确保设备正常后，方可进行水深测量。最后，是数据处理。在数据处理过程中，应以专业软件对经系统测量获得的海水深度数据进行处理，进而获得海洋测绘的数据分析报告，将其保存备用。

（三）水下地形测量

水下测量应对海底点的三维、平面坐标予以确定，并利用水声仪器来完成水深测量。对水下地形图进行分析可知，其是海上航运、海底电缆工程以及海上石油资源和渔业开发等得以顺利开展的前提和基础，只有在获得准确的水下地形图的基础上，上述相关作业方能够顺利开展。海洋水下地形测量中引入GPS定位技术，能够对水声仪所在的位置予以快速、精确地定位，而对于具有较大比例尺的测量图，可借助差分GPS技术来完成相对定位的工作。需要说明的是，在实际应用过程中，应将水声仪器同GPS接收器予以结合，其中，水声仪器的任务为进行海洋水深测量，GPS接收器的作用为完成定位测量，在此基础上，经由相关电子记录设备与计算机和绘图仪等描绘出海洋水下地形图，为确保相关海洋作业的顺利进行提供水下地形参考。

四、结论

本文通过对现代海洋测绘与GPS的概念进行简要的阐述，分别从海上定位、水深测量和水下地形测量三方面对现代海洋测绘中GPS的相关应用做出了系统探究，并对基于GPS的海洋测绘的误差进行了分析。研究结果表明，GPS在海洋测绘当中的应用能够有效提高海洋测绘的精度和效率，对于促进海洋测绘技术体系的进一步完善和促进相关海上事业的健康、稳定发展具有重要作用和意义。

参考文献：

[1]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，2016，11（03）：77-78.