GPS测量技术在海洋测绘中应用分析

费严铖 范子贤

摘要：科学技术水平的不断发展，推动了GPS测量技术的不断发展，对我国海洋项目的建设起到了至关重要的作用。本文对GPS测量技术与海洋测绘进行系统概述，介绍了GPS测量技术在海洋测绘中的具体应用，以望有关人员借鉴与参考。

关键词：GPS测量技术;海洋测绘;水下测绘;自动化;换能器

引言：我国海洋工程项目的高度发展得益于GPS测量技术的支持，利用先进的科学技术，提高了我国工程测绘的水平，为我国工程项目的发展提供了技术支撑。GPS技术具有定位精准、检测时间短、操作过程简单等特点，在海洋测绘中被广泛应用。

一、GPS测量技术与海洋测绘概述

（一）GPS测量技术概念

GPS测量通过GPS卫星导航系统进行卫星无线定位，GPS的全称是卫星授时测距导航系统或全球定位系统。具有全球性、全天性、高精度以及保密性的特点，GPS由空间、地面、用户三个系统组成。GPS测量过程中，主要以卫星作为位置已知的空间观测目标，不需要形成地面的后方交會，每台接收机都是独立的控制点，利用所接收到的数据对被测量物进行具体的计算，最终定位到具体的坐标位置。

GPS测量技术具有功能性强、定位精准、操作方法简单以及经济效益高等特点，GPS根据不同的测量要求提供所需要的数据，并保证测量数据的准确性。GPS测量技术可以进行连续准确的测量，通过对被测量物的定位与时间信息对时间与速度进行测量，被广泛应用于多行业中。基于GPS的研究，可以对高建筑进行绝对位置的测量，误差能够控制到0.1厘米以下[1]。GPS经过多年的研究应用，已经实现自动化操作，简化了操作过程。

（二）海洋测绘概况

海洋测绘依据海洋表面的数据对海洋底部进行测绘的工作，主要包括对海洋区域、海底地势、海洋地质以及海洋地形进行测绘，对海洋航行区进行图纸绘制。海洋测绘以海洋的水体和海底为对象进行的测量和绘图编制工作。海洋测绘对海洋路线进行绘制，根据绘制得出的数据，对海洋内部地形和现实情况加以分析海洋测绘的内容不断增多，范围逐渐扩大，测绘的精准度不断提高，测绘工作由近海区逐步向大洋深海区扩展。科技的不断发展推动海洋测绘工作从手工转化为自动化，例如：在海洋测量工作开展时利用测量船等，对位置、水质等进行高精度测量。

二、GPS测量技术在海洋测绘中的应用

（一）水下测绘

水下测绘对测量环境具有一定的要求，无法进行人工的水下测绘，所以将GPS测绘技术运用到水下测绘中。水下测绘所运用的测量设备规模小，降低外部不良因素对水下测量的影响;水下定位主要通过声波在水中传播路径对水下目标定位，通过测量船上的控制系统、在检测船后“拖鱼”内安装换能器等，在海底安置声学应答器、然后通过测定船到海底应答器之间的距离或方向，推算海底控制点的坐标。同时，GPS测绘技术可以运用高精度的测量得到准确的数据并进行分析，为测量分析得出的结论提供了精准数据支持，在现场进行施工测绘时，需要根据测试区域水面的宽窄大小、水流缓急等进行测量。工作结束后，对所观测的数据进行整理、汇总，对水位观测结果和水深记录计算各测点高度。水下测绘对于定位精度有着高要求，通常是根据测绘图比例尺和项目规定进行，要求定位中心应尽可能与所测深度中心一致，当二者之间的水平距离小于等于定位精度要求的一半时，应将定位中心归算到探测中心。

（二）海洋测绘

海洋测绘的主要内容主要分为：海洋重力测量、海洋磁力测量、大地控制与海底控制测量、定位测深、海底地形勘测、海洋制图等。水深的测量所得的深度是瞬时水位起算的，为了绘制海洋图绘就必须规定一个固定的水面，深度基准面，它在平均海面下。确定深度基准面的原则就是：既要考虑航行的安全，又要充分提高航道的利用率。就是说，如果图载水深高于实际水深，很可能使得航船在航行过程中出现搁浅事故;如果图载水深低于实际水深，使得航行在航行前误认为航道浅无法航行，致使航道利用率降低。我国采用理论最低潮面。在通常情况下，GPS系统运用2000大地坐标系，这种坐标系在获取数据信息之后，经过资料分析把所获得的数据位置转化为地理坐标[2]。无论转化成什么样的数据形式，都会在数据转化过程中出现偏差且无法避免。在对于海洋实际测绘中，需要增加数据收集与整理工作，健全海洋测绘工作的内容，规范海洋测绘工作人员的工作能力。

（三）GPS测高技术

地形勘测图是根据相关的形式对所勘测的地区、地貌以及地形进行投影还原，利用GPS技术确定勘测地区的高度，目前GPS定位以及深度探测技术都比较完善，但由于海洋环境千变万化等因素的影响，致使水面变化波动大，导致在测量后得到的数据在进行转化时出现偏差。在GPS技术使用过程中，水下地形高度的测量通常结合水位测量，而且对水位进行模拟推理，当前GPS的技术，测量已经在多个项目上进行应用。

（四）形变测量

在形变测量项目的过程中，建设项目出现形变状况，因此相关人员重点关注形变测量的方式。在实际测量中，运用GPS测量技术对建设项目进行细致测量，来协助测量人员对形变测量信息的了解，同时整合项目形变原因并进行分析。形变项目的后期建设需要科学的解决方案，增强项目的施工建设质量，尽量避免因项目建设形变而产生的不利影响。GPS连续观测的对象是GPS观测站到GPS卫星之间的距离，其观测量为GPS观测站到GPS卫星间的距离[3]。在测量施工过程中随时都会产生形变问题，尤其在GPS测量内容以及范围不断扩大的中国，工程的形变问题通常由于大型河坝的修建以及水压问题而出现。GPS测量技术能够有效提高在大型河坝修建过程中的精确程度，利用自动化设备进行精准测量，掌握测量工程的精准数据，为形变测量提供良好的技术支持。

结论：综上所述，在建设项目的测量时，随着GPS测绘技术水平的不断提升，GPS的测量技术在实际运用时具有高速、高精度等特点。但在测量中存在不可避免的缺陷，要求工作人员及行业人员进行科学的技术开发，提高GPS测绘技术与海洋测绘的精准度，尽最大可能减小误差。

参考文献：

[1]林祥伟.GPS测量技术在海洋测绘中的运用分析[J].住宅与房地产，2021（25）：214-215.

[2]王艺栋.GPS测量技术在工程测绘中的应用分析[J].江西建材，2021（06）：90-91.