基于无验潮模式的黄河三角洲附近海区测验研究

田慧 辛齐 王静

【摘  要】黄河三角洲附近海区测验提出一种无验潮模式测验，即基于GNSS动态后处理技术和EGM2008地球重力模型联合直接获得海底测点三维坐标的方法。本文通过对试验资料的分析，并与传统验潮方法比较，完全符合国家规范的要求。本文的无验潮模式测验方法解决了传统通过验潮进行海区测验中劳动强度大、安全性差，成果精度低、工作效率不高的问题，提高了测验成果的科技含量。

【关键词】无验潮模式;GNSS动态后处理;EGM2008地球重力模型;黄河三角洲海区测验

1 引言

黄河三角洲附近海区目前采用的测验技术为利用GNSS信标机测定测点的平面位置，测深仪测定测点的水深，其水深是通过人工摘录测深仪模拟的测深曲线，测点采用测深仪固定距离自动打标定点，通过岸边的潮位站测定潮位，根据潮位-水深的原理来确定测点海底的高程[1]。

传统的验潮测验方法存在如下不足：1、潮位观测危险系数高;2、潮水位改正误差较大;3、传统测验方法测点密度不够;4、手工操作出错率高、效率低。为此，我们提出了一种基于GNSS动态后处理技术和EGM2008地球重力模型联合直接获得海底测点三维坐标的方法。

2 原理介绍

2.1 GNSS动态后处理技术

GNSS动态后处理技术（post processing kinetic），是利用载波相位进行事后差分的GNSS定位技术，其系统由基准站和流动站组成，原理为利用同步观测基准站接收机和流动站接收机对卫星的载波相位观测量;事后在计算机中利用TBC处理软件进行线性组合，形成虚拟的载波相位观测量值，确定接收机之间厘米级的相对位置;然后进行坐标转换得到流动站在地方坐标系中的坐标[2]。

2.2 EGM2008地球重力模型

高程异常是GNSS测量中高程数值所不可缺少的重要参数，它是似大地水准面高和参考椭球高度之间的高差。2008年4月，美国地理空间情报局在充分利用最新观测数据的基础上研制并发布了最新一代的地球重力模型——EGM2008地球重力模型[3]，采用基本网格分辨率1′×1′的空间分辨率在1.8km左右，该模型在黄河下游山东测区范围内采用的网格分辨率为2.5′×2.5′，空间分辨率为4km左右。

2.3 基于GNSS动态后处理和EGM2008地球重力模型获取海底高程

本文主要是利用GNSS动态后处理技术对同步观测的岸边基站数据和移动站数据进行处理，得到海底测点的WGS84坐标系下的三维坐标，并利用EGM2008地球重力模型将WGS84大地高转换为目前使用的1956黄海高程（或1985国家高程），再将每个测点的高程与测深仪所测得的测点水深对接，即可以求出该测点的海底高程[4]。

3 试验

我们分别利用传统验潮方法和本文提出的方法在黄河三角洲附近海区测验中进行试验，将获得的海底高程数据用断面图表示，横轴是起点距，单位为km，纵轴为海底高程，单位为m。图1是测线的断面比较图。

从图中可以看出，两种方法结果趋势基本一致，但两条线并不完全重合，存在一定的误差，其误差随着起点距的增大而增大，即离岸边越遠误差越大，我们叫测深断面的开口误差，这也从一定程度上说明传统验潮测验方法利用岸边潮位改正深水区水深的弊端。

统计本文无验潮模式的方法和传统岸边潮位改正结果的误差参数，见表1。

在进行黄河三角洲附近海区测验时，本文无验潮模式的方法和传统验潮方法的测验成果不完全一致，测点中误差在±0.045m左右，面积相对误差在0.22%左右;误差大小和分布与海区的潮汐变化特性有关[5]。

4 结论

本文提出的无验潮模式测验方法，即基于GNSS动态后处理技术和EGM2008地球重力模型联合获取测点海底高程的方法，不仅提高了海区作业的安全程度、海区测验的成果精度以及海区测验成果的科技含量，而且极大地降低了劳动强度，提高了工作效率，节约了经费。

参考文献：

[1] 霍瑞敬，宋士强，田慧. 黄河口海域测验中GNSS动态后处理技术的应用[J]人民黄河. 2016

[2] 刘卫刚，马静.浅谈GNSS-PPK技术在1：1万基础测绘中的应用[J].测绘技术装备. 2015（02）

[3] 地球重力场研究现状与进展[J]. 宁津生，王正涛.  测绘地理信息. 2013（01）

[4] 程怀远. 顾及EGM2008重力场模型的GNSS高程拟合研究[J] 全球定位系统. 2014

[5] 王长永，颜惠庆. 动态后处理技术在长江口水深测量的适用性[J] 水运工程.2017

（作者单位：黄河水利委员会山东水文水资源局）