【正文】 22 ?? S， ??? 180)(32 ?? N用來計算最低潮位 L。每天、每月和每年的平均海面都是變化的。 淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 14 頁 共 31 頁 潮差：相鄰的高潮與低潮之 間的潮位高度差就叫 潮差。GQ 為利用大地水準面模型法計算得到的大地水準面差距 N。 1956 年以前我國也采用它。 最低低水位： 宣統(tǒng)三年，上海 浚浦工程總局 即上海航道局 根據(jù) 江口各個驗潮站歷年的水位觀測資料，將最低低水位作為深度基準面 。深度基準面就是海圖基準面，它位于 多年平均 海平面以下 L 的地方 。將一臺 GPS 接收機架設在已知的基準點上，叫做信標臺站接收機，在測深點的船上安置 GPS 以及信標差分二合一接收機，就可以進行獲取具有相當精度的三維坐標。 除此之外，還可以用覆蓋范圍較廣的 CORS 系統(tǒng)來進行無驗潮水深測量，近年來，我國沿岸也設立了不少信標機，作業(yè)時，通過接收差分改正信號也可實現(xiàn)無驗潮水深測量。 每一臺信標機都在不斷的發(fā)送差分數(shù)據(jù)，這樣，用戶一旦擁有了 GPS 跟信標二合一接收機 ， 就可以得到相對精度的定位結果。 水位 觀測引起的 誤差 由瞬時海面實測的水深換算到以深度基準面為基準的海圖高需要進行水位X 垂直 于測深線的海底 ? P A A1 換能器底部 Y 平行于測深線的海底 船底換能器 P B B1 ? 淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 5 頁 共 31 頁 觀測，也就是我們所說的驗潮。 常用的測深方法 隨著人們對海洋測深技術的不斷研究發(fā)展，海洋測深技術越來越變得高效率、高精度，從以前的測深繩、測深桿等點測深發(fā)展到現(xiàn)在的激光測深，遙感測深等面測深。 一九五六 年以后， 我國統(tǒng)一將長期驗潮站的出現(xiàn)的理論最低潮面作為我國的海圖深度基準面 。本文論述 GPS 無驗潮測深技術的 基本 原理 及 常用方法 ； 考慮到無驗潮測深區(qū)域與長期驗潮站的高程異常差距，分兩種情況論述了無驗潮測深深度基準面的確定方法 ：當測深在長期站附近時，直接求取該驗潮站的深度基準面大地高并采用；當測深離長期站較遠時，測深區(qū)域附近布設短期驗潮站，兩站利用 CORS 進行同步水位觀測，確定短期站深度基準面值， 測深區(qū)域則采用該深度基準面 。 analysis the monly used method to calculate depth datum。 國外一些國家所采用的深度基準面也不盡相同，比如，日本 采取的基準是 東京靈岸島驗潮站多年觀測水位的平均值 ；美國采取的基準是 波特蘭驗潮站多年觀測水位的平均值 ；澳大利亞 的 大多數(shù)國家 ，比如挪威、德國等國家采用的海洋測量深度基準面是 最低天文潮面。多波束測深系統(tǒng)能同時測得與航線垂直面內的幾百個點的深度， 相比單波束而 言， 具有 測深 范圍 更加廣、 更加 穩(wěn)定、 更加自動化 、 數(shù)據(jù)處理更快 等優(yōu)點。 因此，可以看出常規(guī)驗潮水深測量精度還是不夠穩(wěn)定的。 RTK： RTK 也分網(wǎng)絡模式跟電臺模式，網(wǎng)絡模式由服務商幫用戶登錄服務器，直接架設基準站，通過 網(wǎng)絡將差分數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站，用戶直接 獲取 精度較高的 三維坐標 ；電臺模式需要在基準站架一個電臺，發(fā)送差分數(shù)據(jù)，繼而移動站經過系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)處理得出定位結果。假如需要采用網(wǎng)絡模式，用戶測深人員首先需要請服務商幫他們的兩臺 GPS 接收機都登上網(wǎng)絡，那么用戶只需在沿岸長期站控制點上假設接收機而不需要架設電臺，差分數(shù)據(jù)都是通過網(wǎng)絡發(fā)送給海洋上的測深船上的 GPS 接收機。 高效率： GPS 能夠實時的測出某點的坐標，海上測深作業(yè)速度快。為了 使得 不同時間不同地點 所測水深有一定可比性 ，必須確定一個 統(tǒng)一 起算面，使不同時間測的水 深都從這個面開始起算 ，這個面就是深度基準面 。 1956 年起，我國海軍司令部以及海道測量部在進行海洋測繪作業(yè)時， 采用的深度基準面是 理論深度基準面。 最低潮面：法國、西班牙、葡萄牙、巴西等國采用它。 海道測量時實踐表明，平均海平面的觀測精度以及計算精度都很高，假設用平均海平面作為垂直基準，就可以獲得以該基準表示的水深。通常將其 固定在巖壁 上，驗潮人員可以在一天中規(guī)定時間去讀取水位數(shù)據(jù)，制成潮位觀測表，以便使用。 即在平均海面的基礎上計算月平均海面、而由月平均值求年均值及多個年均值求多年平均值。 為了得到合理的理論最高跟最低潮位，式子 (59)跟 (510)中應該選擇最大的f ， 從表 52 中可看出，當 N= ?0 時， K1， O1 的 f 最大， M2,S2 的 f 最小 ； 而 當 N= ?180 時， M2,N2 的 f 最大， K1,O1 的 f 最小 。 圖 61 長期驗潮站 深度基準面 大地高求定示意圖 （一） 如圖 61 所示， H 為長期驗潮站 GPS 實測得到的大地高數(shù)據(jù)， GPS 天線跟水準點之間的距離通過丈量可得到 設為 h? ，水準點的高程設為 h，通常情況下多年平均海水面都是由高程基準面推算得出，因此 hc 可視為已知量； 也可以通過相關資料查詢到每個地方當?shù)仄骄Ｃ嬖?1985 國家高程基準之上的距離。 由于倆驗潮站的 氣候 對水位作用的 影響 以及長周期分潮 的影響相同，而且短期 平均海面已經基本 無需考慮 主要潮汐成分的作用， 所以潮汐性質對傳遞的精度沒有很大的影響 。 節(jié)中已經提出短期驗潮站的深度基準面有同步改正法，潮差比法等等。 8 算例分析 連云港 長期驗潮站的各垂直基準間位置關系均為已知，在長期驗潮站架設GPS，利用 GPS 實測的大地高以及各個基準之間的位置關系， 根據(jù)圖 81， 不難求出深度基準面的大地高，當無驗潮測深區(qū) 域離該驗潮站不遠時，該驗潮站的深度基準面就可作為測深區(qū)域的深度基準面。 7 GPS 無驗潮測深圖載水深的計算 因為由 GPS 獲取的坐標高程數(shù)據(jù)是相對于 WGS84 橢球面的大地高，而通常我們所說的水深都是從海圖深度基準面起算的，這就要求我們通過后期數(shù)據(jù)處淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 26 頁 共 31 頁 理將實測大地高換算為海圖高。則 短期驗潮站的深度基準值： LL AB r? (69) 再 由 短期驗潮站確定出的平均海面計算得到短期驗潮站在水尺零點上的高度： LM S LH BBLB ?? (610) 多站傳遞推估法 在實際無驗潮測深作業(yè)時，有時候附近會有多個長期驗潮站可以用來深度基準面的傳遞，此時我們可以用每個長期驗潮站進行傳遞獲取多個深度基準面估值，然后根據(jù)長期驗潮站與短期驗潮站的空間分布 采用深度基準值 的 距離倒數(shù)加權 內插推估方法 來確定 短期驗潮站 的深度基準面 :比如當短期驗潮站附近有 2 個短期平均海面 M 多年平均海面 MSL 深度基準面 深度基準面 LA LB 淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 24 頁 共 31 頁 長期驗潮站時我們可以用如下公式求得： SS LSLS BA BAABL ??? (611) 上式中 LA、 LB分別為兩個長期驗潮站的深度基準值； SA、 SB分別為兩長期驗潮站到短期驗潮站的距離。在短期驗潮站設立水準點 B，假設兩站水準點 可以陸路相通，則可WGS84 橢球面 瞬時海面 GPS 天線 深度基準面 瞬時潮高 hS h1 H HD 淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 21 頁 共 31 頁 以 直接可以進行水準觀測。鑒于此， 考慮到長期驗潮站各垂直基準間位置關系均為已知， 考慮 以 WGS84 橢球面為 基準，在長期驗潮站架設 GPS 站，通過數(shù)學關系 ，我們不難求出長期驗潮站的深度基準面的大地高?；?計算原理是 計算 由 M2 、 S2 、 N2 、 K2 、 K1 、 O1 、 P1 、 Q1 幾個分潮疊加 的 值 相對于長期平均海面可能出現(xiàn)的最低水位，并附加考慮淺海分潮 M4 、 M 4S 和 M6 及 長周期分潮Sa 和 Ssa的一些影響 。平均海平面 分為 月平均海面 、 日平均海面 以及 年平均海面。 高高潮、低高潮、低低潮、高低潮：一天之中的兩個高潮和兩個低潮中，高的高潮叫高高潮，低的高潮叫做低高潮，低的低潮叫做低低潮，高的低潮叫做高低潮。TG 記作深度基準面的正高 。采用略最低低潮面的國家有印度、日本。中華人民共和國 成立 之后 ， 1949 年 到 1958 年 期間 ， 我國深度基準面 仍然是略最低低潮面 。 海區(qū)各點的水深是 指 從深度基準面到海底 泥面 的垂直距離。 信標差分用于無驗潮測深 國家已 經在我國沿海區(qū)域設立了多個信標臺站，這樣我們就可以考慮用信標差分技術進行無驗潮測深。 RTK 技術能夠精確的測定觀測站的三維坐標，精度可達厘米級，已經滿足了海洋水深測量的精度要求。 信標差 分系統(tǒng)： 近年來，沿海地區(qū)信標機的設立為海洋測繪提供了基礎，它為海上船舶的運輸安全，以及一些海洋建設工程，海洋水深測量提供了技術上的支持 。 因此，測深作業(yè)時，要選擇合理的 開 船速度。從過去到現(xiàn)在，海洋測深也經歷了很多個發(fā)展階段，從 最早的測繩重錘測量到現(xiàn)今的多波束測深系統(tǒng)，甚至以后還會發(fā)展成利用遙感技術進行水深測量。 國內外研究現(xiàn)狀 及 發(fā)展趨勢 我國通常根據(jù)驗潮站多年的潮位觀測， 算出多年平均海水面并且 推算出深度基準面的位置。 目前，隨著 GPS 與海洋測深技術的不斷發(fā)展， GPS 與數(shù)字測深儀相結合的 無驗潮測深技術已廣泛應用于海洋測量中。 we first calculate the depth datum in the tide station for a long time and pass it to temporary tide station, so we can have a unity depth datum, and we should research the relationship between vertical benchmark. Under no tide sounding ,we must design an algorithm with which we can transform ellipsoid height to chart height. Keywords: No tide sounding。 由于我國各個驗潮站進行潮汐觀測時所采用的觀測手段不一致，導致各個驗潮站算 出的基準面可能有差異，這就會導淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 2 頁 共 31 頁 致我們每個地方的海洋測深數(shù)據(jù)不能共享。 圖 21 單波束測深與多波束測深 海面 海底 單波束測深 多波束測深 淮海工學院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設計（論文） 第 3 頁 共 31 頁 水深測量原理 在海洋水深測量中，我們通常采用回聲測深儀進行水深測量，回聲測深儀是由 安裝在 船底 的 換能器、發(fā)射裝置、接收裝置、顯示屏等部分組成 。 3 GPS 無驗潮測深技術 GPS 在海洋測繪中的應用 GPS 應用于海洋測繪 一切與海洋有關的活動，比如說海洋工程的建設，海洋環(huán)境的研究等都離不開海洋測繪單位提供的各種數(shù)據(jù)以及圖文。 現(xiàn)在 RTK 在海洋測繪上已經得到廣泛應用，圖 32 表示了 GPS 技術跟數(shù)字測深儀結合的無驗潮測深技術。 岸上基準站連續(xù)地觀測 GPS 衛(wèi)星 ，流動站的GPS 接收機安置在數(shù) 字測深儀 換能器 的上端，要求在同一垂線上。而且還可以全天候進行作業(yè)，除特殊天氣外。 求算深度基準面 時既要考慮到海面上 艦船 的 航行安全 ,也要考慮 水深的 利用率 。 1958 年，長江口 海洋測繪時首次采用了理論深度基準面 理論深度基準面，1959 年 在測 量 杭州灣的時候也是采 用理論深度基準面 。 平均大潮低潮面：歐洲的若干個國家采用它。并且可以用于表示海洋深度基礎地理信息的表示。 井式 驗潮儀 ：主要由 潮井、浮筒、記錄裝置 三個部分 組成 。這些平均海面分別稱為日、月、年和多年平均海面 ?？紤]到半日潮海區(qū)，以M2,S2,N2,K2… 為主的情況下，對正規(guī)半日潮海區(qū)取各分潮 N= ?180 的 f 值，對正規(guī)日潮區(qū)，取各分潮 N= ?0 的 f 值，對混合潮海區(qū)，取 N= ?180 以及 N= ?0 兩者都進行計算，從計算結果中選取絕對值最大的 H， L 作為所求的理論最高，最低潮位。 長期驗潮站的深度基準面值 L 多為經驗值，也可由參照理論深度基準面算法 采用潮汐調和分析方法 計算得出。所以我們可以 將兩個站的多年平均海水面和短期平均海面高度視為