【正文】 22 ?? S， ??? 180)(32 ?? N用來(lái)計(jì)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(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。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。 1956 年以前我國(guó)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(gè)驗(yàn)潮站歷年的水位觀測(cè)資料，將最低低水位作為深度基準(zhǔn)面 。深度基準(zhǔn)面就是海圖基準(zhǔn)面，它位于 多年平均 海平面以下 L 的地方 。將一臺(tái) GPS 接收機(jī)架設(shè)在已知的基準(zhǔn)點(diǎn)上，叫做信標(biāo)臺(tái)站接收機(jī)，在測(cè)深點(diǎn)的船上安置 GPS 以及信標(biāo)差分二合一接收機(jī)，就可以進(jìn)行獲取具有相當(dāng)精度的三維坐標(biāo)。 除此之外，還可以用覆蓋范圍較廣的 CORS 系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量，近年來(lái)，我國(guó)沿岸也設(shè)立了不少信標(biāo)機(jī)，作業(yè)時(shí)，通過(guò)接收差分改正信號(hào)也可實(shí)現(xiàn)無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量。 每一臺(tái)信標(biāo)機(jī)都在不斷的發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣，用戶一旦擁有了 GPS 跟信標(biāo)二合一接收機(jī) ， 就可以得到相對(duì)精度的定位結(jié)果。 水位 觀測(cè)引起的 誤差 由瞬時(shí)海面實(shí)測(cè)的水深換算到以深度基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的海圖高需要進(jìn)行水位X 垂直 于測(cè)深線的海底 ? P A A1 換能器底部 Y 平行于測(cè)深線的海底 船底換能器 P B B1 ? 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 31 頁(yè) 觀測(cè)，也就是我們所說(shuō)的驗(yàn)潮。 常用的測(cè)深方法 隨著人們對(duì)海洋測(cè)深技術(shù)的不斷研究發(fā)展，海洋測(cè)深技術(shù)越來(lái)越變得高效率、高精度，從以前的測(cè)深繩、測(cè)深桿等點(diǎn)測(cè)深發(fā)展到現(xiàn)在的激光測(cè)深，遙感測(cè)深等面測(cè)深。 一九五六 年以后， 我國(guó)統(tǒng)一將長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的出現(xiàn)的理論最低潮面作為我國(guó)的海圖深度基準(zhǔn)面 。本文論述 GPS 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)的 基本 原理 及 常用方法 ； 考慮到無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深區(qū)域與長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的高程異常差距，分兩種情況論述了無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深深度基準(zhǔn)面的確定方法 ：當(dāng)測(cè)深在長(zhǎng)期站附近時(shí)，直接求取該驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面大地高并采用；當(dāng)測(cè)深離長(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，兩站利用 CORS 進(jìn)行同步水位觀測(cè)，確定短期站深度基準(zhǔn)面值， 測(cè)深區(qū)域則采用該深度基準(zhǔn)面 。 analysis the monly used method to calculate depth datum。 國(guó)外一些國(guó)家所采用的深度基準(zhǔn)面也不盡相同，比如，日本 采取的基準(zhǔn)是 東京靈岸島驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值 ；美國(guó)采取的基準(zhǔn)是 波特蘭驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值 ；澳大利亞 的 大多數(shù)國(guó)家 ，比如挪威、德國(guó)等國(guó)家采用的海洋測(cè)量深度基準(zhǔn)面是 最低天文潮面。多波束測(cè)深系統(tǒng)能同時(shí)測(cè)得與航線垂直面內(nèi)的幾百個(gè)點(diǎn)的深度， 相比單波束而 言， 具有 測(cè)深 范圍 更加廣、 更加 穩(wěn)定、 更加自動(dòng)化 、 數(shù)據(jù)處理更快 等優(yōu)點(diǎn)。 因此，可以看出常規(guī)驗(yàn)潮水深測(cè)量精度還是不夠穩(wěn)定的。 RTK： RTK 也分網(wǎng)絡(luò)模式跟電臺(tái)模式，網(wǎng)絡(luò)模式由服務(wù)商幫用戶登錄服務(wù)器，直接架設(shè)基準(zhǔn)站，通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)將差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)站，用戶直接 獲取 精度較高的 三維坐標(biāo) ；電臺(tái)模式需要在基準(zhǔn)站架一個(gè)電臺(tái)，發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，繼而移動(dòng)站經(jīng)過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理得出定位結(jié)果。假如需要采用網(wǎng)絡(luò)模式，用戶測(cè)深人員首先需要請(qǐng)服務(wù)商幫他們的兩臺(tái) GPS 接收機(jī)都登上網(wǎng)絡(luò)，那么用戶只需在沿岸長(zhǎng)期站控制點(diǎn)上假設(shè)接收機(jī)而不需要架設(shè)電臺(tái)，差分?jǐn)?shù)據(jù)都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給海洋上的測(cè)深船上的 GPS 接收機(jī)。 高效率： GPS 能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)出某點(diǎn)的坐標(biāo)，海上測(cè)深作業(yè)速度快。為了 使得 不同時(shí)間不同地點(diǎn) 所測(cè)水深有一定可比性 ，必須確定一個(gè) 統(tǒng)一 起算面，使不同時(shí)間測(cè)的水 深都從這個(gè)面開(kāi)始起算 ，這個(gè)面就是深度基準(zhǔn)面 。 1956 年起，我國(guó)海軍司令部以及海道測(cè)量部在進(jìn)行海洋測(cè)繪作業(yè)時(shí)， 采用的深度基準(zhǔn)面是 理論深度基準(zhǔn)面。 最低潮面：法國(guó)、西班牙、葡萄牙、巴西等國(guó)采用它。 海道測(cè)量時(shí)實(shí)踐表明，平均海平面的觀測(cè)精度以及計(jì)算精度都很高，假設(shè)用平均海平面作為垂直基準(zhǔn)，就可以獲得以該基準(zhǔn)表示的水深。通常將其 固定在巖壁 上，驗(yàn)潮人員可以在一天中規(guī)定時(shí)間去讀取水位數(shù)據(jù)，制成潮位觀測(cè)表，以便使用。 即在平均海面的基礎(chǔ)上計(jì)算月平均海面、而由月平均值求年均值及多個(gè)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(yīng)該選擇最大的f ， 從表 52 中可看出，當(dāng) N= ?0 時(shí)， K1， O1 的 f 最大， M2,S2 的 f 最小 ； 而 當(dāng) N= ?180 時(shí)， M2,N2 的 f 最大， K1,O1 的 f 最小 。 圖 61 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站 深度基準(zhǔn)面 大地高求定示意圖 （一） 如圖 61 所示， H 為長(zhǎng)期驗(yàn)潮站 GPS 實(shí)測(cè)得到的大地高數(shù)據(jù)， GPS 天線跟水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離通過(guò)丈量可得到 設(shè)為 h? ，水準(zhǔn)點(diǎn)的高程設(shè)為 h，通常情況下多年平均海水面都是由高程基準(zhǔn)面推算得出，因此 hc 可視為已知量； 也可以通過(guò)相關(guān)資料查詢到每個(gè)地方當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嬖?1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)之上的距離。 由于倆驗(yàn)潮站的 氣候 對(duì)水位作用的 影響 以及長(zhǎng)周期分潮 的影響相同，而且短期 平均海面已經(jīng)基本 無(wú)需考慮 主要潮汐成分的作用， 所以潮汐性質(zhì)對(duì)傳遞的精度沒(méi)有很大的影響 。 節(jié)中已經(jīng)提出短期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面有同步改正法，潮差比法等等。 8 算例分析 連云港 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的各垂直基準(zhǔn)間位置關(guān)系均為已知，在長(zhǎng)期驗(yàn)潮站架設(shè)GPS，利用 GPS 實(shí)測(cè)的大地高以及各個(gè)基準(zhǔn)之間的位置關(guān)系， 根據(jù)圖 81， 不難求出深度基準(zhǔn)面的大地高，當(dāng)無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深區(qū) 域離該驗(yàn)潮站不遠(yuǎn)時(shí)，該驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面就可作為測(cè)深區(qū)域的深度基準(zhǔn)面。 7 GPS 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深圖載水深的計(jì)算 因?yàn)橛?GPS 獲取的坐標(biāo)高程數(shù)據(jù)是相對(duì)于 WGS84 橢球面的大地高，而通常我們所說(shuō)的水深都是從海圖深度基準(zhǔn)面起算的，這就要求我們通過(guò)后期數(shù)據(jù)處淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 共 31 頁(yè) 理將實(shí)測(cè)大地高換算為海圖高。則 短期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)值： LL AB r? (69) 再 由 短期驗(yàn)潮站確定出的平均海面計(jì)算得到短期驗(yàn)潮站在水尺零點(diǎn)上的高度： LM S LH BBLB ?? (610) 多站傳遞推估法 在實(shí)際無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深作業(yè)時(shí)，有時(shí)候附近會(huì)有多個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站可以用來(lái)深度基準(zhǔn)面的傳遞，此時(shí)我們可以用每個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站進(jìn)行傳遞獲取多個(gè)深度基準(zhǔn)面估值，然后根據(jù)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站與短期驗(yàn)潮站的空間分布 采用深度基準(zhǔn)值 的 距離倒數(shù)加權(quán) 內(nèi)插推估方法 來(lái)確定 短期驗(yàn)潮站 的深度基準(zhǔn)面 :比如當(dāng)短期驗(yàn)潮站附近有 2 個(gè)短期平均海面 M 多年平均海面 MSL 深度基準(zhǔn)面 深度基準(zhǔn)面 LA LB 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 31 頁(yè) 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站時(shí)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(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)值； SA、 SB分別為兩長(zhǎng)期驗(yàn)潮站到短期驗(yàn)潮站的距離。在短期驗(yàn)潮站設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn) B，假設(shè)兩站水準(zhǔn)點(diǎn) 可以陸路相通，則可WGS84 橢球面 瞬時(shí)海面 GPS 天線 深度基準(zhǔn)面 瞬時(shí)潮高 hS h1 H HD 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 31 頁(yè) 以 直接可以進(jìn)行水準(zhǔn)觀測(cè)。鑒于此， 考慮到長(zhǎng)期驗(yàn)潮站各垂直基準(zhǔn)間位置關(guān)系均為已知， 考慮 以 WGS84 橢球面為 基準(zhǔn)，在長(zhǎng)期驗(yàn)潮站架設(shè) GPS 站，通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系 ，我們不難求出長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面的大地高?；?計(jì)算原理是 計(jì)算 由 M2 、 S2 、 N2 、 K2 、 K1 、 O1 、 P1 、 Q1 幾個(gè)分潮疊加 的 值 相對(duì)于長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)高潮和兩個(gè)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(zhǔn)面的正高 。采用略最低低潮面的國(guó)家有印度、日本。中華人民共和國(guó) 成立 之后 ， 1949 年 到 1958 年 期間 ， 我國(guó)深度基準(zhǔn)面 仍然是略最低低潮面 。 海區(qū)各點(diǎn)的水深是 指 從深度基準(zhǔn)面到海底 泥面 的垂直距離。 信標(biāo)差分用于無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深 國(guó)家已 經(jīng)在我國(guó)沿海區(qū)域設(shè)立了多個(gè)信標(biāo)臺(tái)站，這樣我們就可以考慮用信標(biāo)差分技術(shù)進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深。 RTK 技術(shù)能夠精確的測(cè)定觀測(cè)站的三維坐標(biāo)，精度可達(dá)厘米級(jí)，已經(jīng)滿足了海洋水深測(cè)量的精度要求。 信標(biāo)差 分系統(tǒng)： 近年來(lái)，沿海地區(qū)信標(biāo)機(jī)的設(shè)立為海洋測(cè)繪提供了基礎(chǔ)，它為海上船舶的運(yùn)輸安全，以及一些海洋建設(shè)工程，海洋水深測(cè)量提供了技術(shù)上的支持 。 因此，測(cè)深作業(yè)時(shí)，要選擇合理的 開(kāi) 船速度。從過(guò)去到現(xiàn)在，海洋測(cè)深也經(jīng)歷了很多個(gè)發(fā)展階段，從 最早的測(cè)繩重錘測(cè)量到現(xiàn)今的多波束測(cè)深系統(tǒng)，甚至以后還會(huì)發(fā)展成利用遙感技術(shù)進(jìn)行水深測(cè)量。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 及 發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)通常根據(jù)驗(yàn)潮站多年的潮位觀測(cè)， 算出多年平均海水面并且 推算出深度基準(zhǔn)面的位置。 目前，隨著 GPS 與海洋測(cè)深技術(shù)的不斷發(fā)展， GPS 與數(shù)字測(cè)深儀相結(jié)合的 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海洋測(cè)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(guó)各個(gè)驗(yàn)潮站進(jìn)行潮汐觀測(cè)時(shí)所采用的觀測(cè)手段不一致，導(dǎo)致各個(gè)驗(yàn)潮站算 出的基準(zhǔn)面可能有差異，這就會(huì)導(dǎo)淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè) 致我們每個(gè)地方的海洋測(cè)深數(shù)據(jù)不能共享。 圖 21 單波束測(cè)深與多波束測(cè)深 海面 海底 單波束測(cè)深 多波束測(cè)深 淮海工學(xué)院二 〇 一三屆本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 31 頁(yè) 水深測(cè)量原理 在海洋水深測(cè)量中，我們通常采用回聲測(cè)深儀進(jìn)行水深測(cè)量，回聲測(cè)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(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù) GPS 在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用 GPS 應(yīng)用于海洋測(cè)繪 一切與海洋有關(guān)的活動(dòng)，比如說(shuō)海洋工程的建設(shè)，海洋環(huán)境的研究等都離不開(kāi)海洋測(cè)繪單位提供的各種數(shù)據(jù)以及圖文。 現(xiàn)在 RTK 在海洋測(cè)繪上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，圖 32 表示了 GPS 技術(shù)跟數(shù)字測(cè)深儀結(jié)合的無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)。 岸上基準(zhǔn)站連續(xù)地觀測(cè) GPS 衛(wèi)星 ，流動(dòng)站的GPS 接收機(jī)安置在數(shù) 字測(cè)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(jìn)行作業(yè)，除特殊天氣外。 求算深度基準(zhǔn)面 時(shí)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(zhǎng)江口 海洋測(cè)繪時(shí)首次采用了理論深度基準(zhǔn)面 理論深度基準(zhǔn)面，1959 年 在測(cè) 量 杭州灣的時(shí)候也是采 用理論深度基準(zhǔn)面 。 平均大潮低潮面：歐洲的若干個(gè)國(guó)家采用它。并且可以用于表示海洋深度基礎(chǔ)地理信息的表示。 井式 驗(yàn)潮儀 ：主要由 潮井、浮筒、記錄裝置 三個(gè)部分 組成 。這些平均海面分別稱為日、月、年和多年平均海面 。考慮到半日潮海區(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。 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。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