【正文】 低潮面：歐洲的若干個(gè)國(guó)家采用它。 圖 42 中， PQ 為 GPS 所測(cè)的瞬時(shí)海面的大地高 h。OR 為以國(guó)家高程基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面的海面地形 。GQ 為利用大地水準(zhǔn)面模型法計(jì)算得到的大地水準(zhǔn)面差距 N。并且可以用于表示海洋深度基礎(chǔ)地理信息的表示。先 用基于大地水準(zhǔn)面的幾何修正法 從大地高到正高，再 用橫 斷面線性內(nèi)插法 從正高到海圖高。 海洋 潮汐 潮汐要素 高潮跟低潮：在海面升降的一個(gè)潮周期中， 高潮是指海面上升到最高的時(shí)候 ，低潮是指 海面下降到最低 的時(shí)候 。 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) 潮差：相鄰的高潮與低潮之 間的潮位高度差就叫 潮差。 井式 驗(yàn)潮儀 ：主要由 潮井、浮筒、記錄裝置 三個(gè)部分 組成 。基本原理：通過(guò) 海面的升降產(chǎn)生的壓力變化，反映出潮位的變化 。 因而可以將實(shí)際潮汐分成許多有規(guī)律的分振動(dòng)，這些分離出來(lái)的具有一定周期、一定振幅的分振動(dòng)就叫分潮。每天、每月和每年的平均海面都是變化的。這些平均海面分別稱為日、月、年和多年平均海面 。 現(xiàn)今每個(gè)國(guó)家淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 31 頁(yè) 計(jì)算深度基準(zhǔn)面都采用不同的方法。 也有國(guó)家用 平均大潮低潮面 。 當(dāng) cmHHHMMSM 20644 ???時(shí)，用 M2, S2, N2, K2, K1, O1, P1, Q1 8個(gè)分潮的調(diào)和常數(shù)計(jì)算理論最高跟最低潮位 ，從平均海面起算的潮位 ： ???jj jjjjjj jC OStC OStRguVHf?????????8181]0[)( )( (52) 式中 fHR ? 22 2230 MM ghst ????? 22 30 SS gt ??? 22 3230 NN gpsht ?????? 22 230 KK ght ???? 11 9015 KK ght ?????? g OO sht 11 270215 ??????? g PP ht 11 2 7 015 ?????? g psht 11 270315 ???????? (53) 得 aKKKKK gg ??????? ??? 12112 2)1 8 02(2 ???? 1211112 )( ?????? ggg MOKKOM ???? 2211112 )( ?????? ggg SPKKPS ????3211112 )( ?????? ggg NQKKQN (54) 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè) 將式 (54)代入 (52)，得 )()()()2()(3212222122121221211????????????????????????NQNNSPSSMOMMKKKKC OSC OSC OSC OSC OSC OSaC OSC OStRRRRRRRR (55) 將 M2 與 O1,S2 與 P1,N2 與 Q1 進(jìn)行合并，例 ?? ??111111112 Si nSi n CO SCO SRR RRROOM ? ?? (56) 則式 (55)變?yōu)? )()()()2()(3232221211211??????????????????NSMKKKKC OSC OSC OSaC OSC OStRRRRR (57) 式中 ????????????312313312212232122122122122211211111221221s i nt a n,)2(s i nt a n,)2(s i nt a n,)2(C O SC O SC O SC O SC O SC O SRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRQNNQNPSPPSPSOMOOMOM??????????????? (58) 對(duì)式 (58)取 ??? 0)12( ??M, ??? 0)(22 ??S, ??? 0)(32 ??N用來(lái)計(jì)算最高潮位 H， 取 ??? 180)12( ?? M， ??? 180)(22 ?? S， ??? 180)(32 ?? N用來(lái)計(jì)算最低潮位 L?？紤]到半日潮海區(qū)，以M2,S2,N2,K2… 為主的情況下，對(duì)正規(guī)半日潮海區(qū)取各分潮 N= ?180 的 f 值，對(duì)正規(guī)日潮區(qū)，取各分潮 N= ?0 的 f 值，對(duì)混合潮海區(qū)，取 N= ?180 以及 N= ?0 兩者都進(jìn)行計(jì)算，從計(jì)算結(jié)果中選取絕對(duì)值最大的 H， L 作為所求的理論最高，最低潮位。也可以按照 Sa， Ssa分潮的調(diào)和常數(shù)計(jì)算 L? ?？紤]了淺水分潮之后，理論最低潮位所對(duì)應(yīng)的 最低)( 1K? 就會(huì)有可能出現(xiàn)一定的偏差，要是想得到真實(shí)的理論最低潮位，可在 最低)( 1K? 前后一定區(qū)間內(nèi)， 照著上面的公式多算幾次，以便求出絕對(duì)值最大的 L 值，作為理論深度基準(zhǔn)面。 這樣，無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深的圖載水深也就很容易求出。 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面值 L 多為經(jīng)驗(yàn)值，也可由參照理論深度基準(zhǔn)面算法 采用潮汐調(diào)和分析方法 計(jì)算得出。 我們即可求出深度基準(zhǔn)面的大地高 HD： hhHH SD ??? 1 (62) 此方法誤差源比較多，例如人工丈量 GPS 天線到瞬時(shí)海面的距離有誤差，而且工作流程比較繁瑣。在時(shí)間條件不允許的情況下， 我們只能利用附近已有的長(zhǎng)期驗(yàn)潮站資料，傳遞推估出臨時(shí)驗(yàn)潮站的多年平均海水面跟深度基準(zhǔn)面。那么求得水準(zhǔn)點(diǎn) A 跟水準(zhǔn)點(diǎn) B 之間的高差為 h? ，那么短期驗(yàn)潮站的多年平均海面與水準(zhǔn)點(diǎn) B 之間的高差 ： hhh ??? 12 (63) 在通過(guò)測(cè)量 短期驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)與水尺零點(diǎn)之間的高度，就容易得到短期驗(yàn)潮站多年平均海水面在水尺零點(diǎn)之上的讀數(shù)。所以我們可以 將兩個(gè)站的多年平均海水面和短期平均海面高度視為一致， 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的多年海面為已知量，兩站的短期平均海面可以由觀測(cè)期數(shù)求出，則則短期站的多年平均海面從它的水尺零點(diǎn)起算的高度： )(213 hhhh ??? (64) 該方法是否可靠， 取決于其假設(shè)條件的 是否可靠 以及同步水位觀測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)度。上面我們已經(jīng)將短期驗(yàn)潮站多年平均海水面確定出來(lái)，我們只需將短期站 L 值確定出來(lái)，便可知道深度基準(zhǔn)面在驗(yàn)潮站水尺零點(diǎn)之上的讀數(shù)。 前面已將短期站多年平均海面確定。 當(dāng)短期驗(yàn)潮站附近有 n 個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站時(shí)，可用下式求得： ????? ni ini ii SSLL111/ (612) GPS 用于潮位觀測(cè)以及深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f 圖 66 深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f示意圖 （二） 考慮 到方法二中傳遞法求出的平均海面以及深度基準(zhǔn)面都要用水尺上的讀數(shù)來(lái)表示，可能會(huì)比較麻煩。不管哪種方法，我們都要進(jìn)行同步水位觀測(cè)，確定出短期驗(yàn)潮站的 短期平均海面。 HSA， HSB為長(zhǎng)短期驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)的瞬時(shí)海面大地高。 當(dāng)布設(shè)短期驗(yàn)潮站采用同步改正法等求出其深度基準(zhǔn)面時(shí)，同步觀測(cè)的時(shí)間會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，同步觀測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)， 傳遞誤差越小。 圖 71 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深圖載水深計(jì)算示意圖 節(jié)中，當(dāng)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站設(shè)有 CORS 站時(shí)，我們已經(jīng)推導(dǎo)出深度基準(zhǔn)面大地高的計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果記作為 H0。 下表 是 黃渤海海區(qū)部分驗(yàn)潮站的當(dāng)?shù)厮矔r(shí)海面 實(shí)測(cè)水深 h2 h1 h 圖載水深 D H0 H 海底一點(diǎn) P GPS 天線 換能器底部 深度基準(zhǔn)面 WGS84 橢球面 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 共 31 頁(yè) 平均海面的 85 高程： 表 81 黃渤海海區(qū)部分驗(yàn)潮站當(dāng)?shù)仄骄Ｃ?85高程 單位：厘米 海區(qū) 站名 觀測(cè)時(shí)間 (年 ) 當(dāng)?shù)仄骄Ｃ?85 高程 變化幅度 黃渤海 大連 秦皇島 煙臺(tái) 青島 連云港 燕尾港 呂泗 18 22 27 31 13 14 7 2 0 0 0 0 2 3 1? 3 圖 81 長(zhǎng)期站基準(zhǔn)面 大地高求定 當(dāng)測(cè)深區(qū)域離長(zhǎng)期站較遠(yuǎn)時(shí)， 測(cè)深區(qū)域附近 布設(shè)短期驗(yàn)潮站，求取短期站深度基準(zhǔn)面。 表 82 同步水位觀測(cè)數(shù)據(jù) 時(shí)間 第一天 第二天 第三天 連島 徐圩 連島 徐圩 連島 徐圩 WGS84 橢球面 GPS 天線 水準(zhǔn)點(diǎn) 多年平均海面 高程。經(jīng)計(jì)算兩地相距 公里。 因此，只要確定出測(cè)深區(qū)域深度基準(zhǔn)面大地高，就可實(shí)時(shí)確定出測(cè)深點(diǎn)圖載水深。 兩驗(yàn)潮站之間 相隔 的距離對(duì)深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f的精度也有一定影響，據(jù)相關(guān)研究顯示，距離越近誤差越小，因此我們要選取距離比較近的長(zhǎng)期驗(yàn)潮站進(jìn) 行同步觀測(cè)，提高傳遞精度。 LB也就是我們無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深應(yīng)該采用的深度基準(zhǔn)面。 如圖 66，在兩驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)點(diǎn)上用 GPS 對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)得到的高程數(shù)據(jù)與其已知高程進(jìn)行比較，很容易求出兩驗(yàn)潮站的高程異常 NA ， NB 。同時(shí)也用 CORS 來(lái)進(jìn)行潮位觀測(cè)，因?yàn)?CORS 具有高效率，高精度，連續(xù)等特點(diǎn)。 可以假定長(zhǎng)、短期驗(yàn)潮站短期潮差比與兩站的理想最大潮差比相等，即 ： rRRLLABAB ?? (68) 上式中， LB,LA分別 為短期驗(yàn)潮站跟長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)值； RB,RA分別為短期驗(yàn)潮站跟長(zhǎng)期驗(yàn)潮站由水位觀測(cè)資料確定的潮差。 同步改正法 與上面同步改正法確定短期驗(yàn)潮站多年平均海面類似，將長(zhǎng)期驗(yàn)潮站跟短期驗(yàn)潮站的短期平均海面以及多年平均海水面之間的距離視為相等；并且認(rèn)為兩驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面位于同一等位面上。 水準(zhǔn)點(diǎn) A 多年平均海面 水準(zhǔn)點(diǎn) B 長(zhǎng)期站水尺零點(diǎn) h1 h? h2 短期站水尺零點(diǎn) 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 64 同步改正法示意圖 實(shí)際工作中， 當(dāng)條件允許的情況下 ， 一般先采用水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法確定短期驗(yàn)潮站多年平均海面，再用同步改正法進(jìn)行 檢核。 圖 63 水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法示意圖 同步改正法 短期驗(yàn)潮站 具 有短期水位觀測(cè)資料，取附近長(zhǎng)期驗(yàn)潮站同步的短期水位觀測(cè)資料，計(jì)算它們短期同步的平均海面，分別以 h2， h3表示 (圖 64).長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的多年平均海水面為已知常數(shù) h1。將長(zhǎng)期驗(yàn)潮站跟短期驗(yàn)潮站的多年平均海面高度視為 在同一個(gè)等位面上 。 測(cè)深區(qū)域離長(zhǎng)期驗(yàn)潮站較遠(yuǎn)時(shí)深度基準(zhǔn)面的確定 考慮到長(zhǎng)期驗(yàn)潮站數(shù)量的有限，以及所在測(cè)區(qū)也不一定在長(zhǎng)期驗(yàn)潮站附近，即測(cè)深區(qū)域與長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的高程異常差距較大， 假設(shè)我們直接將長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f到測(cè)深區(qū)域，對(duì)無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深的成 果影響比較大，精度不夠，因此我們?cè)跍y(cè)區(qū)附近設(shè)立短期驗(yàn)潮站就行水位觀測(cè)以便與長(zhǎng)期驗(yàn)潮站進(jìn)行聯(lián)測(cè)，求出精度較高的深度基準(zhǔn)面，即無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深該采取的深度基準(zhǔn)面。 具體算法將在后面給出。 求長(zhǎng)期驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面大地高可以用多年平均海水面或者瞬時(shí)海面。 我國(guó)沿岸長(zhǎng)期驗(yàn)潮站采用的驗(yàn)潮方式都不同， 而且，我國(guó)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的數(shù)量有限，不可能為不同時(shí)間不同地點(diǎn)的測(cè)深工作提供一個(gè)精度較高的深度基準(zhǔn)面。從上面計(jì)算中找出使得潮位最低時(shí)的 最低)( 1K? ，再計(jì)算各個(gè)分潮的位相。為此需要對(duì)理論最低潮位進(jìn)行季節(jié)訂正，使其下移 L? 。 淮海