【正文】 下面以連云港連島的基準(zhǔn)面推算徐圩基準(zhǔn)面為例，連島作為長(zhǎng)期驗(yàn)潮站，徐圩測(cè)深區(qū)域附近布設(shè)短期站， 連島海域緯度為 616434 ???? ，經(jīng)度為6182119 ???? ，徐圩海域緯度為 435334 ???? ，經(jīng)度為 3453119 ???? 。同時(shí)，兩站的地理位置也會(huì)對(duì)傳遞精度造成一定影響，當(dāng)兩站都處于比較開(kāi)闊的位置時(shí)，傳遞所得深度基準(zhǔn)面精度較高，因?yàn)閭z驗(yàn)潮站潮汐性質(zhì)基本相同。這樣我們就可以根據(jù)公式 (67)求出短期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面作為無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深的深度基準(zhǔn)面。 則無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深區(qū)域采用的深度基準(zhǔn)面即為短期驗(yàn)潮站的深度短期平均海面 長(zhǎng)期站水尺零點(diǎn) h1 h2 短期站水尺零點(diǎn) h3 h 多年平均海面 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 31 頁(yè) 基準(zhǔn)面： MMLLBAAB ??? (67) 圖 65 同步改正法推估 示意圖 潮差比法 潮差比法是確定短期站深度基準(zhǔn)面最常用的方法 ， 該方法的依據(jù)是： 由于深度基準(zhǔn)面的數(shù)值等效于最大半潮差 。 當(dāng)同步水位觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)的話(huà)，會(huì)對(duì)傳遞基準(zhǔn)面的精度有一定的提高，當(dāng)兩站 相距 不是很遠(yuǎn)的情況下，對(duì)驗(yàn)潮站的類(lèi)型沒(méi)有特別 要求 ， 可以 用于 傳遞沿岸驗(yàn)潮站 穩(wěn)定 的 平均海水面。 短期驗(yàn)潮站平均海面?zhèn)鬟f數(shù)學(xué)模型 水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法 如圖 63 所示，長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的多年平均海面已 經(jīng)確定，水準(zhǔn)點(diǎn) A 與多年平均海面的高差為 1h 。因此， 從圖 61 中可以看出， 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面大地高就可表示為： )()(0 ChLhhHH ?????? (61) 則無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深區(qū)域所采用的深度基準(zhǔn)面大地高就為 H0 ，深度基準(zhǔn)面大地高求出后， 通過(guò)后期數(shù)據(jù)處理， 我們不難求出圖載水深。 6 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深 深度基準(zhǔn)面的確定 以及誤差分析 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 31 頁(yè) 測(cè)深區(qū)域離長(zhǎng)期驗(yàn)潮站較近時(shí)深度基準(zhǔn)面的確定 由于現(xiàn)今各個(gè)國(guó)家采用的深度基準(zhǔn)面的算法都不盡相同，因此現(xiàn)今的海圖深度基準(zhǔn)面都是不統(tǒng)一的。 表 52 交點(diǎn)因子 f 分潮 升交點(diǎn)黃經(jīng) N ?0 ?90 ?180 ?270 M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 Q1 M4 MS4 M6 平均海面 季節(jié) 訂正 按照 8 個(gè)分潮的調(diào)和常數(shù)計(jì)算理論最低潮位時(shí)，都沒(méi)有 考慮長(zhǎng)周期分潮的影響，而在我國(guó)沿海年周期 Sa分潮和半年周期 Ssa分潮具有相當(dāng)大的振幅，致使冬春季的月平均海面比年平均海面低，例如在渤海低 30cm 左右。 我國(guó) 現(xiàn)今 采用的是 理論深度基準(zhǔn)面。 事實(shí)上，平均海面作為潮汐振動(dòng)的起算面，本身可以看作零頻分潮，這樣計(jì)算的平均海平面的意義是潮汐振動(dòng)的平衡面。 表 51 8個(gè)主要分潮周期及其相對(duì)振幅 分潮符號(hào) 名稱(chēng) 周期 相對(duì)振幅 （取 M2=100） M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 Q1 太陰主要半日分潮 太陽(yáng)主要半日分潮 太陰橢率主要半日分潮 太陰 太陽(yáng)赤緯半日分潮 太陰 太陽(yáng)赤緯 全日分潮 太陰主要全日分潮 太陽(yáng)主要全日分潮 太陰橢率主要全日分潮 100 深度基準(zhǔn)面的計(jì)算 平均海面 平均 均海面 也叫 海平面。 其 工作原理 ： 記錄轉(zhuǎn)筒隨著水面上浮筒的起伏而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得記錄針在 記錄滾筒上 的記錄紙 畫(huà)線(xiàn)，達(dá)到自動(dòng)記錄潮位的目的 。 平潮跟停潮：海面達(dá)到高潮的時(shí)候，海面暫時(shí)停止升降的現(xiàn)象叫做平潮；在低潮時(shí) 海面暫時(shí)停止升降的現(xiàn)象叫做停潮。 因?yàn)?GPS 越來(lái)越多的用于無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深，所以設(shè)計(jì)出一個(gè)從大地高換算到海圖高的算法具有很大的用處。OT 為海圖深度基準(zhǔn)面的值L。 理論深度基準(zhǔn)面：理論深度基準(zhǔn)面各地的高度不同， 潮差的大小 會(huì)影響理論深度基準(zhǔn)面的高度 。同時(shí)規(guī)定，在 確定 理論最低潮面時(shí)，需要 對(duì)其 進(jìn)行長(zhǎng)周期改正，因此計(jì)算理論最低潮面 時(shí)要 考慮 長(zhǎng)周期分潮 訂正 。 1967 年， 利用 長(zhǎng)江口的、瀏河口、外高橋、 吳淞、 橫沙、 長(zhǎng)興、 中浚、南門(mén)港 、奚家港 、 堡鎮(zhèn) 等水位站 連續(xù) 30 天 的同步潮位觀測(cè)資料 ，計(jì)算理論最低潮面， 并對(duì)其進(jìn)行 適當(dāng)調(diào)整， 計(jì)算出 長(zhǎng)江口的深度基準(zhǔn)面，并于 1967 年 8 月開(kāi)始使用。 略最低低潮面： 甲午戰(zhàn)爭(zhēng) 以前， 日本采用略最低低潮面作為本國(guó)深度基準(zhǔn)面。由于 每個(gè) 國(guó)家 求 L 值的方法 都不同 ， 所以 計(jì)算出來(lái) 的深 結(jié)果 也不相同。 4 深度基準(zhǔn)面 深度基準(zhǔn)面簡(jiǎn)介 測(cè)量人員若要測(cè)量陸地某點(diǎn)的高程或者是海洋的水深 ，都必須有一個(gè)起算面，起算面就是起 算的零面，也叫做基準(zhǔn)面。 數(shù)字測(cè)深儀與 GPS 數(shù)據(jù)線(xiàn)用數(shù)據(jù)線(xiàn)相連接，測(cè)深數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，測(cè)深作業(yè)效率高。隨著近年來(lái) 我國(guó)越來(lái)越多 CORS 站建立 ， 為海洋測(cè)深提供了技術(shù)支持， 海洋測(cè)繪中利用 CORS 進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深能夠擴(kuò)大作業(yè)范圍， 這種作業(yè)模式解除了 RTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深受到距離限制的困擾 ，對(duì)無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深作業(yè)工作效率的提高有很大幫助。基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將觀測(cè)到的相位觀測(cè)值、已知數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)地傳輸給流動(dòng)站，測(cè)深儀上面的流動(dòng)站在接收基準(zhǔn)站傳輸過(guò)來(lái)數(shù)據(jù)的同時(shí)，自己也不斷的觀測(cè) GPS 信號(hào)，在系統(tǒng)內(nèi) 通過(guò)處理差分值以及觀測(cè)數(shù)據(jù) ，最終解算出測(cè)深點(diǎn) 的三維坐標(biāo) 。 GPS 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深 原理及常用方法 目前， 傳統(tǒng)海洋水深測(cè)量中，我們都是通過(guò)人工驗(yàn)潮的方式確定圖載水深，然而，水位改正又恰恰是影響水深測(cè)量精度最重要的因素，因此，傳統(tǒng) 人工 驗(yàn)潮測(cè)深方法 誤差可能相對(duì)較大 。 圖 32 GPS 用于無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深 GPS 應(yīng)用在海洋測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì) 全球全天候 實(shí)時(shí) 定位 ： 由于 GPS 的 24 顆衛(wèi)星 分布 相對(duì) 均勻， 這就使得無(wú)論用戶(hù)在哪個(gè)地方， 接收機(jī)都能至少接收 到 4 顆衛(wèi)星 的信號(hào) ，且海洋上視野開(kāi)闊，能 觀測(cè)到更多的衛(wèi)星，能更快的給出定位結(jié)果。 已經(jīng)取代了很多傳統(tǒng)的 測(cè)繪儀器 。所以，我們進(jìn)行的海洋測(cè)繪工作是相當(dāng)基礎(chǔ)而又甚是重要的。 圖 24 船體縱搖產(chǎn)生的測(cè)深誤差 船速引起的水深測(cè)量誤差 在海洋水深測(cè)量中，船速是一個(gè)很重要的因素。 換能器 垂直向下 發(fā)射聲波，傳到海底再反射回來(lái)接收，從而算出船到水底的深度。后面論述兩大種 確定無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深深度基準(zhǔn)面的方法，并進(jìn)行分析比較，給出無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深圖載水深的計(jì)算方法， 并且舉例說(shuō)明確定深度基準(zhǔn)面的方法，最后得出結(jié)論。 假設(shè)我們能夠確定出一個(gè)海洋測(cè)繪中統(tǒng)一的垂直基準(zhǔn)，對(duì)我們所測(cè)的資料成果共享甚至是海洋跟大陸的一些測(cè)量成果的拼接都有很大的意義。并且，無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深區(qū)域可能離已有長(zhǎng)期驗(yàn)潮站比較遠(yuǎn)，測(cè)深區(qū)域的基準(zhǔn)面可能與長(zhǎng)期驗(yàn)潮站計(jì)算出的深度基準(zhǔn)面不再同一等位面上，假如直接采用長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面作為無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深的深度基準(zhǔn)面， 可能對(duì)測(cè)深數(shù)據(jù)的處理分析有一定的影響。 Depth datum。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 中對(duì)侵犯任何方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 年 月 日 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 中文摘要 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深深度基準(zhǔn)面的確定方法 摘 要： 海洋 測(cè)量中深度基準(zhǔn)面是圖載水深的起算面， 深度基準(zhǔn)面的確定是海洋測(cè)深的基礎(chǔ)工作。 Depth datum conversion。鑒于此，海洋無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量作業(yè)時(shí)，所采用的深度基準(zhǔn)面是至關(guān)重要的，確定出一個(gè)可靠穩(wěn)定的深度基準(zhǔn)面對(duì)無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深數(shù)據(jù)的處理分析有著不可估量的作用。 至今也有學(xué)者提出將海平面作為垂直基準(zhǔn)。 2 水深測(cè)量 原理以及誤差 分析 海洋水深測(cè)量 海洋水深測(cè)量是海洋測(cè)量中的基礎(chǔ)工作，是海底地形測(cè)量最基本的要素。 圖 22 回聲測(cè)深原理圖 如圖 22 所示，換能器安裝在測(cè)量船底 下， 豎直 地向海底發(fā)射一個(gè)脈沖信號(hào)，到達(dá)海底后反射回來(lái)， 接收機(jī) 裝置 接收 反射回來(lái)的信號(hào) 。如果船速過(guò)慢，那么我們水深測(cè)量的效率就會(huì)變低，然而，如果船速過(guò)快，那么我們水深測(cè)量的結(jié)果精度就不夠高。 海洋測(cè)繪經(jīng)過(guò)了近十年的不斷發(fā)展，海洋測(cè)繪采用了各種高新技術(shù)，比如GPS，遙感等，使得我國(guó)海洋測(cè)繪水平有了很大的 提高。 1980 年以后， GPS 定位技術(shù)不僅僅在陸地測(cè)量中使用的比較多，也逐漸的應(yīng)用到海洋測(cè)繪中， 圖 31 GPS定位系統(tǒng)組成部分 空間 GPS 衛(wèi)星 GPS 用戶(hù)設(shè)備部分 監(jiān)測(cè)站 主控站 注入站 地面支持系統(tǒng) 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 31 頁(yè) GPS 海洋定位常用差分系統(tǒng) GPS 常用的定位系統(tǒng)有信標(biāo)差分 定位 、 CORS、 RTK 等 。 定位精度高 ： 假設(shè)在離長(zhǎng)期驗(yàn)潮站不遠(yuǎn)的地方測(cè)深作業(yè)，采用 RTK 模式，測(cè)深精度可達(dá) 1~2 厘米，足以滿(mǎn)足 海洋 測(cè)深 的 精度要求。 近年來(lái)，隨著人們對(duì) GPS 技術(shù) 的不斷研究跟發(fā)展， GPS 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海洋測(cè)繪中各個(gè)領(lǐng)域，尤其是近年實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)（ RTK）的發(fā)展，為我們的海洋水深測(cè)量提供了一個(gè)更有效的途徑。 當(dāng) 岸上 基準(zhǔn)站與 海上 流動(dòng)站距離小于 20 公里時(shí)，將岸邊 的高程異常與 海洋上 測(cè)深點(diǎn)的高程 視為 一致。 我們求出附近長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的高程異常以及深度基準(zhǔn)面大地高，通過(guò)內(nèi)插法能夠求出測(cè)深點(diǎn)的高程異常，有了高程異常值以及深度基準(zhǔn)面的大地高，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，不難確定出實(shí)時(shí)圖載水深。 利用 GPS 與測(cè)深儀進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量時(shí)，能夠有效的解決由海面風(fēng)浪以及動(dòng)態(tài)吃水引起的測(cè)深誤差。 一個(gè)國(guó)家或地區(qū)確定的基準(zhǔn)面必須要科學(xué)和穩(wěn)定，因?yàn)樗鼘?duì)測(cè)繪、測(cè)圖海岸建設(shè)、地殼升降以及海洋學(xué)等各個(gè)學(xué)科都有著非常重大的意義。 我國(guó) 現(xiàn)在使用的是理論深度基準(zhǔn)面。在 抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間， 我國(guó) 海軍 測(cè)量局在測(cè)量?jī)傻刂g長(zhǎng)江河道圖時(shí)，采用的深度基準(zhǔn)面也是略最低低潮面。 多年平均海面 深度基準(zhǔn)面 L 圖載水深 D 海岸 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1971 年 我國(guó)再次調(diào)整了 深度基準(zhǔn)面 。 深度基準(zhǔn)面概況 各個(gè)國(guó)家 采用的深度基準(zhǔn)面的概況如下： 略最低低潮面：它指在當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嬷碌木嚯x。理論深度基準(zhǔn)面 為我國(guó)的法定深度基準(zhǔn)面。TQ 為深度基準(zhǔn)面的大地高 。 2020 年有學(xué)者提出將參考橢球面作為海洋統(tǒng)一的無(wú)縫的垂直參考基準(zhǔn)的思想。 漲潮跟落潮： 海面 從低潮 慢慢地上升 到高潮 叫漲潮 ； 海面 從高潮 逐漸下降 到低潮 叫 落潮。 壓力式驗(yàn)潮儀： 壓力式驗(yàn)潮儀從結(jié)構(gòu)上來(lái)分 可以分為機(jī)械式和電子式。 它是指一定觀測(cè)期數(shù)內(nèi)的海面高度平均值 ，由相應(yīng)期間 內(nèi) 潮位觀測(cè)資料獲得， 海平面高度是指從驗(yàn)潮站零點(diǎn)到海面的高度 。利用長(zhǎng)時(shí)間的潮汐觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用算術(shù)平均可以很好的消除非潮汐因素的影響，獲得較高精度的海平面高度。 理論深度基準(zhǔn)面 的 計(jì)算方法是由弗拉基米爾斯基提出的。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? 。 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。 具體算法將在后面給出。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 。 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。 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。 如圖 66，在兩驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)點(diǎn)上用 GPS 對(duì)其