【正文】 洋局在天津召開會議，會議 研究 了 多個 開放港口深度基準(zhǔn)面值， 并且對 上海市長江口地區(qū)的 某些 水位站 深度基準(zhǔn)面數(shù)值進行適當(dāng)調(diào)整。 理論深度基準(zhǔn)面： 理論深度基準(zhǔn)面是指根據(jù)分潮組合可能出現(xiàn)的最低水位，利用弗拉基米爾斯基方法計算得到的理論上可能出現(xiàn)的最低潮位面。 尋常大潮低潮面： 宣統(tǒng)三年以前， 上海航道局將尋常大潮低潮面作為 作業(yè)的深度基準(zhǔn)面。 這個 出入 與 波浪 的大小有一定關(guān)系 ，在一些 海面相當(dāng) 明顯。而且，假如基準(zhǔn)站的坐標(biāo)精度本身就有問題則對我們無驗潮測深結(jié)果也有一定一定影響。 圖 35 信標(biāo)差分無驗潮測深示意圖 信標(biāo)發(fā)射臺 差分?jǐn)?shù)據(jù) 沿岸信標(biāo)站臺 無驗潮測深點 GPS 天線 GPS 信標(biāo)二 合一天線 GPS衛(wèi)星 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 第 10 頁 共 31 頁 無驗潮測深技術(shù) 優(yōu) 缺 點 高精度：當(dāng)外界環(huán)境滿足 GPS 工作條件時，在一定 范圍內(nèi)， GPS 所測得的三維坐標(biāo)精度可達厘米級，數(shù)據(jù)可靠性高，而且還沒有誤差累積。 圖 34 無驗潮 計算水深 圖中， H 為 GPS 接收機測出的大地高； d 為測深儀實測出的換能器到海底的距離； ha 為測深儀換能器到 GPS 接收機天線的垂直距離； HD為 WGS84 橢球WGS84 橢球面 高程基準(zhǔn)面 海面 岸邊基準(zhǔn)站 換能器 測深點 h1 h2 h3 h4 海底 WGS84 橢球面 瞬時海面 換能器 GPS天線 測區(qū)深度基準(zhǔn)面 海底 ha H d HD D HP0 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 第 9 頁 共 31 頁 面到海底的距離； HP0為深度基準(zhǔn)面到 WGS84 橢球面的距離；那么海底某點的海圖高 D： )(0 dhHHD ap ???? (32) 上式中未涉及到水位數(shù)據(jù)，也就是說不需要進行人工驗潮來確定圖載水深，也即我們所說的無驗潮測深。 GPSRTK 無驗潮測深原理 如圖 33， 用戶首先 將一臺 GPS 接收機 安置在 沿岸 長期驗潮站 控制點上， 假如用電臺模式的話，還需在基準(zhǔn)站架設(shè)電臺用于傳播差分?jǐn)?shù)據(jù)，對已知控制點進行 觀測，并且與其已知數(shù)據(jù)進行對比分析，將誤差數(shù)據(jù)通過電臺發(fā)送給在海洋上測深的移動站 GPS 接收機，測深的 GPS 接收機通過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理分析，能夠得出一個相對精度的三維坐標(biāo)，其中就有包含有高程，再通過數(shù)學(xué)關(guān)系求出實測的大地高轉(zhuǎn)換到深度基準(zhǔn)面以下的圖載水深。 操作方便 ： 現(xiàn)在 GPS 產(chǎn)品 變得越來越自動化 ， 測深工作者 只需稍加學(xué)習(xí)便可熟練 掌握 。 CORS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍大，因此，用戶可以在大范圍內(nèi)進行作業(yè)。它由三部分構(gòu)成， 如圖 31 所示， 一是由主控站、 監(jiān)測站、注入站 組成 的 地面支持系統(tǒng)； 二是由 24 顆 GPS 衛(wèi)星組成的空間部分； 三是 GPS 用戶設(shè)備部分 。對最終水深數(shù)據(jù)造成一定的影響。 照理論，船體下面的發(fā)射機換能器應(yīng)該是垂直的向海地發(fā)射脈沖信號，但是由于波浪對船體 姿態(tài)造成的影響，發(fā)射出去的脈沖信號就不會真正的垂直于海底， 而是發(fā)射到了測深點的左右兩邊或者前后兩處，會發(fā)生一定的偏差，這就導(dǎo)致我們測深結(jié)果有一定的誤差。由于單波束測深系統(tǒng)只能測 得某一點的深度，不利于提高作業(yè)效率，因此，由單波束測深系統(tǒng)發(fā)展而 來的多波束測深系統(tǒng)更加得到廣泛的應(yīng)用。實際上也就建立了 一個局域無縫的垂直基準(zhǔn)面。我們需要利用長期驗潮站已有的穩(wěn)定可靠的深度基準(zhǔn)面資料，傳遞推估出所建立的短期驗潮站的深度基準(zhǔn)面位置，將其作為無驗潮測深作業(yè)時應(yīng)該采取的基準(zhǔn)面。是一種比較好 的 海洋 水深測量方法。 關(guān)鍵詞： 無驗潮測深 ； 深度基準(zhǔn)面 ； 深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f； 圖載水深計 算 畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ） 外文摘要 The way to confirm depth datum of no tide sounding Abstract: The depth of the water is calculated form the depth datum in marine surveying, determining the depth datum is the basic work in marine sounding. With the development of GPS, it can measure a high precision 3d coordinate in real time, the accuracy of the coordinate can achieve centimeter level, which can meet the requirements of marine sounding. With the development of sounding technology, no tide sounding has been widely used in marine sounding. In this paper, we will discuss the basic principle of no tide sounding。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 無驗潮測深深度基準(zhǔn)面的確定方法 The Way to Confirm Depth Datum of No Tide Sounding 學(xué) 院 ： 專業(yè)班級 ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 ： 2020 年 6 月 淮海工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾書 鄭重地 承諾所呈交的畢業(yè) 設(shè)計（論文），是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下嚴(yán)格按照學(xué)校和學(xué)院有關(guān)規(guī)定完成的。 給出了無驗潮測深情況下 ， 從GPS 實測的大地高轉(zhuǎn)換到 以深度基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的 圖載水深 的計算方法。 無驗潮測深不需要設(shè)立水尺進行水位觀測，節(jié)約成本，能夠 消除由于人工水位觀測帶來的誤差； 并且無驗潮作業(yè)模式不受白天黑夜的 影響， 每天隨時都可以進行測深作業(yè) ，提高測深作業(yè)效率；同時它還能得到一個即時水位，有效消除波浪等因素 對船體造成的搖擺引起的測深結(jié)果誤差 。 無驗潮測深時我國通常選擇在測深區(qū)域附近沿岸建立一個短期驗潮站，再對其進行水位觀測，得出一段時期內(nèi)潮位觀測資料，由于時間條件受限制，短 期驗潮站的潮位觀測資料還不足以用來計算一個穩(wěn)定可靠的深度基準(zhǔn)面。當(dāng)然，也有學(xué)者認(rèn)為 WGS 參考橢球面也可以作為統(tǒng)一的垂直基準(zhǔn)，可以將測的大地高轉(zhuǎn)換為海圖高。由單波束測深發(fā)展成為多波束測深， 大大的提高了測深效率 。我們就得對船體各種姿態(tài)的變化進行分析，以便于減弱波浪對海洋測深的影響。 常規(guī) 人工驗潮很難捕捉到準(zhǔn)確的瞬時的潮高， 潮位觀測 時人為因素等 會造成水位改正誤差。 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)是 基于全球 24 顆衛(wèi)星進行工作的，它能夠隨時隨地的向全國擁有 GPS接收機的用戶提供他們所在的地理位置信息。 CORS： 基準(zhǔn)站通過網(wǎng)絡(luò)模式發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，用戶接收差分?jǐn)?shù)據(jù)的同時，也接收 GPS 衛(wèi)星信號，就能進行實時的定位。恰好海洋上視野相當(dāng)開闊，為 GPS 的無驗潮測深作業(yè)提供了一個良好的作業(yè)環(huán)境。 因此，由 GPS 定位系統(tǒng)跟數(shù)字測深儀相結(jié)合的無驗潮測深技術(shù)已經(jīng)在海洋水深測量中獲得廣泛的應(yīng)用。那么，測深點的圖載水深計算就可以用圖 34 的位置關(guān)系求出。雖然其定位精度沒有 RTK 精度高，但其作業(yè)區(qū)域可以遠離基站，這也是優(yōu)于 RTK 的地方，在沿海一帶也受到了廣泛的應(yīng)用。 因為 GPS 工作要實時的接收基準(zhǔn)站發(fā)來的差分信息，當(dāng)測深區(qū)域與基準(zhǔn)站距離很遠時， GPS 可能不容易得出固定解，對測深結(jié)果精度影響較大。 海洋 水深測量通常在 受風(fēng)浪影響，不停波動的 水面上進行， 因此相同的地方不同時間去測 ， 各次的測深結(jié)果可能都有一定出入。民國三十五年，英國仍然以特大潮低潮面為深度基準(zhǔn)面進行海圖的測繪。 這個深度基準(zhǔn)面 是 與 上述 三 個深度基準(zhǔn)面 相比，是一個 高度 最低的基準(zhǔn)面。這次調(diào)整 ，年平均海平面被 平均年最低水位替代了 ， 相當(dāng)于對其進行了長周期改正 。 平均低潮面：美國大西洋沿岸、瑞典的北海地區(qū)和荷蘭等國采用它。 PG 是 P 點的正高 H。 考慮到 不同的長期驗潮站 驗潮方式不同， 求出的基準(zhǔn)面組合確定出來的深度基準(zhǔn)面可能會有一定的偏差，不便于建立一個 統(tǒng)一的海洋垂直基準(zhǔn)。這過程實現(xiàn)了橢球面到深度基準(zhǔn)面的轉(zhuǎn)換，實際上也就是建立了一個無縫的統(tǒng)一的垂直基準(zhǔn)面。 圖 51 潮汐要素示意圖 潮汐觀測 潮汐觀測也叫 驗潮， 驗潮 的目的是 獲得 當(dāng)?shù)氐?潮位觀測數(shù)據(jù) ， 以便 計算 當(dāng)?shù)氐某毕{(diào)和常數(shù)、 有了潮汐調(diào)和常數(shù)，就能確定出 該地的多年平均海面，也可以計算理論深度基準(zhǔn)面 ， 這些數(shù)據(jù)都可以提供給海洋 測繪 、軍事 等部門使用。 除了上述這些驗潮方法，常用的還有電子水壓驗潮儀以及超聲波潮汐計等等，每種驗潮方法各有其優(yōu)缺點，我們應(yīng)該根據(jù)具體情況，選擇合理的驗潮方法。 通常 驗潮站的水位觀測值 的時間間隔為一個小時 ，因此，實際計算 海平面 時常用的方法是對 n 個 小時內(nèi)的 觀測值直接取平均 數(shù) 。有些國家計算 略最低低潮面 。 113212112 )()( )18022()(KKKKKK CO SfHRRR ggCO SfHH ?????? ????? (59) 113212112 )()( )18022()(KKKKKK CO SfHRRR ggCO SfHL ?????? ????? (510) 取 ????? 360,. .. .. .. ..3,2,11? K代入式 (59)， (510)進行計算，從中取最大的 H作為理論最高潮位，取絕對值最大的 L 作為理論最低潮位。 淺水分潮訂正 對于淺水分潮大的海區(qū)，應(yīng)當(dāng)對以上計算的理論最低潮位進行淺水分潮訂正。 當(dāng)測深區(qū)域與長期驗潮站距離不遠的情況下， 高程異常較小，不影響測深精度的情況下， 這個深度基準(zhǔn)面的大地高也就是我們無驗潮測深區(qū)域應(yīng)該采用的深度基準(zhǔn)面。 不建議采用。 該方法適用的情況：兩驗潮站距離不是很遠，能夠忽略海平面地形的影響，并且兩者兩驗潮站之間所測的高差精度要較高 。 直接傳遞法 該法假定兩驗潮站深度基準(zhǔn)面在多年平均海水面以下的距離相等，即 LL BA? (65) 當(dāng)布設(shè)的短期驗 潮站附近有多個長期驗潮站時，此時短期驗潮站的深度基準(zhǔn)面的求定可以用距離加權(quán)法。為了提高作業(yè)效率，我們在長短期驗潮站都架設(shè)CORS 站， 因為兩站的高程異常差距可能比較大，不能忽略，我們可以利用 CORS來算出兩站的高程異常。則兩驗潮站的瞬時海面與平均海面的距離可以表示為： hNHh AASASA ??? hNHhBBSBSB ??? (613) 則長短期驗潮站的從多年平均海面起算的短期平均海面可以用下式表示： ?? ?? ???? ni AASAni SAA hNHhM nn 11 )(11 ???? ????ni BBSBniSBB hNHhM nn11 )(11 (614) 由公式 (67)可知，短期驗潮站的深度基準(zhǔn)面值 ： ?????????????????niBBSBAASAAniSBSAABAABhNHhNHLhhLMMLLnn11)]()[(1)(1)( (615) 式中 n 為觀測期數(shù)。 由圖 可知， 無驗潮測深作業(yè)時 GPS 實測大地高記作 H，則從深度基準(zhǔn)面到 GPS 天線的距離 h 可以表示為： HHh0?? (71) 由圖 D的計算方法： )()(10212 hHHh hhhD ???? ??? (72) 上式中 ， h2為由換能器實測的換能器 底部到海底的距離； H 為 GPS 無驗潮測深點實測的大地高； H0 為深度基準(zhǔn)面大地高，計算方法已在 節(jié)中給出；h1 為 GPS 天線到換能器底部的距離，可以直接丈量