关键词：海洋测绘；发展；探讨
中图分类号：P641.71文献标识码：A文章编号：
海洋测绘，对于海上航行的保证以及海洋事业的发展具有重要作用，而海洋测绘的研究成果，不仅体现在海洋事业的发展，还体现在国民经济建设、国防建设以及科学研究的方方面面。对于我国来说，从新中国的成立至今，海洋测绘的发展也从弱走向强，从小做到大，并且有了骄人的成绩。而海洋测绘成果体现在那一万四千米的岛屿岸线1 800km的大陆岸线以及300多万平方千米和6 500多个岛屿的管辖海域。对于我国的海洋测绘事业而言，海军的测绘力量开创的时间最早，随着海洋测绘事业的发展，我国成立了国家海洋局，国家海洋局对我国的海洋进行调查、规划以及实施，使得海洋测绘事业有了蓬勃的发展。
1 海洋测绘发展历程
我国海洋测绘从1949年年初正式起步，已经经历了60多年漫长的发展时期。从最初简陋的测绘操作到今天的智能化操作，经历了质的飞跃。大体而言，可以将我国海洋测绘的发展历程分为如下几段：
1.1 起步时期
从1949年直到1978年改革开放前将近30年的时间内，我国海洋测绘在较艰难的发展中，逐步步入正轨，取得了稳定发展。1949年，华东军区海军海道测量局的建成后，开始了我国的海洋测绘工作。当时的测绘工具较为落后，最初测量水深使用的是水铊、测深杆以及光学定位仪器；1958年起，开始广泛应用电子管回声测深仪，改进了水深测量效果。另外，70年代开始使用的电子波测距仪，是测量工具上的一大进步，使得测边方式逐渐取代测角布网的方式，提高了测量效率。在人才培养上，哈尔滨军事工程学院于1953年首先开设了海道测量科，1956年国家教育部成立第一所民用测绘高等学校武汉测绘科技大学（后并入武汉大学），1959年总参测绘学院设立了海道测量系，大连海事学校于1973年成立了海道测量教研室，并于1978年设立海测系，在全国开始统一高考招生，对人才的培养力度逐渐加大。
1.2 发展时期・
从1978年改革开放至1993年，我国海洋测绘事业取得了开创式发展。在人才培养上，1978年 3月海军第一水面舰艇学校建立了海洋测绘系，首次开始了海洋测绘专业本科生的培养。在测量工具的使用上，从70年代末开始采用单波束测深仪，80年代后，研制成功了自动化水深测量系统，并同步开始多波束测深仪的研制；在定位测量系统上，80年代后期开始逐步使用微波测距定位系统；同时，海洋重力测量数据的处理开始使用微型计算机进行操作，提高了测量的精确性。90年代，《海道测量规范》的颁布，明确了国家在海洋测量方面的标准。
1.3 跨越时期
1994年，GPS定位系统的建成和投入使用，改变了海洋测绘行业的测量方式，并带动了其他测量技术的更新。此时在水深测量仪器上，已经采用微波遥感和可见光遥感的方法，极大提高了测量数据的精确度。此后，卫星遥感测图应用于海图的编制，海洋磁力测量覆盖了我国的很大部分海域。在人才的培养上，海军大连舰艇学院开始在测绘系招收博士生，培养更高技术水平的专业人才。2001年《海洋测绘》杂志在国内外开始公开发行，并成为我国核心期刊。此时期，海洋测绘业取得了跨越式的大发展，取得了极大的成就。
2 海洋测绘的信息化发展策略
现如今的海洋经过数十年的发展，海洋测绘取得了突破式进步，在当前的信息化发展时代，海洋测绘正逐步加快信息化发展步伐，不断提高测绘的精确性。在当前信息化发展时代，海洋测绘行业取得了不菲的成绩，但还需要采取积极对策，以不断促进海洋测绘业的全面信息化发展。
2.1 加快提高测深技术
最原始水深测量技术主要采用全站仪+测深锤、测深绳的方法进行。在水浅流速慢的水域，此种方法可以基本胜任水深测量的任务，当前在一些内河湖泊、小型的封闭浅水区内这种方法仍在使用中。但在开阔性的大型的水域范围内，此种方法就存在水深测量误差大、水深测量平面点位定位误差大的缺点。随着信息科技水平的进步，在水深测量上，海洋测绘也取得了很大进展，声波成为水深测量的主要手段。假设声波在水中的传播水面速度为V，当在换能器探头加窄脉冲声波信号，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收，测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则：
Z= Vt／2
（Z就是从探头到水底的深度，再加上探头吃水就是水深了）
虽然回深测深的原理很简单，但水中的情况却是很复杂的，有干扰回波、有鱼群出没或杂物的回波，水底的反射条件各不相同，在浅水区还有可能出现二次、三次回波，如何从众多的杂波中跟踪得到真正的水底回波信号，需要采用相关的水底门跟踪技术（也叫时间门跟踪技术）、脉宽选择、信号门槛、自动增益控制、时间增益控制（TVG）等技术.当然这些都是国产水深测量仪器需要格外关注的地方。目前受制于先进的测量仪器技术含量高、价格昂贵，在当前我国的水深测绘中，单波束测深仪仍然是使用主力，对多波束测深系统也在逐步的引进，并且国内的的研制也已经到达了一定的水平。另外，水深测量使用到的新技术还有空间遥感技术，但使用的范围还较小，目前主要在我国的浅海区域，在深海区域的使用范围以及技术的精确度均有待提高。
2.2 提高GPS在海洋测绘中的精度
得益于GPS定位系统的开放应用，现在的海洋测绘定位精度已经得到了很大的提高。无论是在水工项目还是疏浚类工程中，GPS定位系统已经得到了普遍的应用。经过多年的研究以及使用，作业模式也呈现多种多样， 常见的比如差分DGPS，这套系统以我国沿海的海岸信标台为基准，精度可达1m左右，信号无偿使用，使用的坐标系统为WGS84坐标系统。对于高精度用户，厘米级的实时动态定位RTK定位技术已经越来越多的部门使用，特别是航道疏浚方面，可以大大提高作业效率，并且节约成本，这些技术的应用无疑将定位精度提高到了很高的层级。
在海洋测绘中，因为各地潮汐性质不同，验潮站控制范围有限，海洋测绘除了传统的验潮作业模式，近些年开发的基于GPS技术的无验潮RTK作业模式。GPS在陆地大地高的测量中历史较早，且测量结果较准确，但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点，无验潮作业模式便显出了其优越性，该模式可以进行船体姿态改正，动态的消除潮位、涌浪的影响，采集得到高精度的水深数据。
2.3 统一坐标系，提高海洋测绘精确度
当前在海洋测绘中，发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点，较之参心坐标系在测量结果上更为精确，而鉴于各种原因，我国当前在坐标系的使用上，地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异，且主要以参心坐标系为主，应尽快予以统一，并逐渐选择使用地心坐标系，以不断提高海洋测绘的精确度。
2.4 加快网络化信息服务系统建设，重视测绘人才的培养
海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享，并没有实现社会化应用，应尝试在当前局域网的基础上，与各级海事部门实现联网，通过与国家公共信息网站的链接，实现海事测绘公共服务信息的大众化使用，并尽快建立起信息服务系统，使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。另外，应继续加强对于测绘专业人才的培养力度，除通过高校培养专门的人才外，基于科技的飞速发展，应注意对在业人员的培训，以及时更新他们的知识，使测绘人员的专业技能跟上时展步伐，并不断得以提升。
3 结束语
海洋测绘在我国的国防建设中发挥着重要作用，在几十年的发展历程，海洋测绘取得了突飞猛进的进步，尤其是随着信息化时代的到来，海洋测绘在技术应用上取得了跨越式发展，实现了测绘的数字化、智能化、自动化的发展目标，在我国海洋事业的发展中发挥愈加重要的作用。信息化海洋测绘经历了较为漫长的发展历程，当前已逐步步入信息化发展阶段，实现了测绘的智能化、自动化，极大提高了测绘结果的精确性，但在当前的发展中，在部分技术的使用上，还有待继续提高，测深技术以及GPS技术均需进一步加快发展步伐，还应统一测绘坐标系，加快建设网络化信息服务系统，并继续加快测绘专业人才的培养力度，以不断促进海洋测绘在21世纪的更快更全面发展。
参考文献：
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[2] 翟国君，黄谟涛.我国海洋测绘发展历程[J].海洋测绘，2009，(4).
[3] 黄文骞.海洋测绘信息处理新技术[J].海洋测绘，2010，(5).
[4] 毕永良,孙毅,黄谟涛等.海洋测量技术研究进展与展望[J].海洋测绘，2011，24(3).
【关键词】大地测量学；教学改革；海洋测绘
0 前言
《海洋大地与控制测量》是上海海洋大学海洋测绘专业最新成立的专业必修课程之一。近半世纪以来，人民对开发海洋和利用海洋资源的需求越来越高，海洋科学及其在相关领域的应用是世界各国重点发展的学科之一。海洋大地与控制测量》课程的开设是在我国不断重视海洋权益的背景下，其前身是《大地测量学基础》。她是在原有《大地测量学基础》课程内容的基础上，进一步侧重讲述大地测量技术在海洋测绘中的应用。《大地测量学基础》是一门古老而又活跃的学科 ，研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地球表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科[1]。通过本学年度的《海洋大地与控制测量》本科课程教学发现，课程讲授结束后学生对教学内容的理解还不充分，特别是对本课程的重点内容――投影变换的认识仍有所欠缺。因此，为及时掌握与了解教学过程中学生对重点内容的理解程度，有必要对《海洋大地与控制测量》的教学方法进行改革。本文首先介绍了《海洋大地与控制测量》的课程内容与目标，然后探讨了今后教学过程中可采取的一些举措。
1 教学内容与目标
本课程理论总学时为48学时，其中讲授教学40学时，讨论教学8学时。相比原《大地测量学基础》课程而言，增加了讨论教学部分的学时，主要是通过小组讨论的方式加强对课程涉及的概念的了解。上海海洋大学海洋测绘专业开设的《海洋大地与控制测量》主要可分为以下5个部分：
（1）绪论：主要介绍大地测量学的定义、作用、体系和内容，以及大地测量学的发展简史及未来技术发展展望；重点介绍大地测量学技术在海洋测绘领域的应用现状与发展前景。通过该部分内容的学习，需要对大地测量学的研究内容达到更深刻的认识与理解。
（2）坐标系统与时间系统：主要介绍地球的运转规律、特点，以及大地测量应用中涉及到的时间系统和坐标系统。由于在上海海洋大学海洋测绘专业的培养方案中，《海洋大地与控制测量》与《GPS原理与应用》课程是同时讲授与学习的，因此，此部分内容可以与全球定位系统（GPS）的坐标、时间系统一同学习。特别地，坐标系统之间的转换可以通过程序的方式，让学生实际动手，加深对坐标转换等相关知识的认识。
（3）地球重力场及地球形状的基本理论。主要是了解地球重力场的基本原理、高程系统、测定垂线偏差和大地水准面差距、确定地球形状等基本概念。本章关于地球重力场内容相对来说难度较大，球谐函数等相关理论知识更是研究生的教学内容。但是，本章重力场的知识与海洋重力及相关应用息息相关。因此，对《海洋大地与控制测量》课程而言，本章学生更需要对与地球重力场相关的高程系统、垂线偏差、大地水准面差距等核心概念进行必要要掌握。
（4）地球椭球及其数学投影变换的基本理论。在《海洋大地与控制测量》课程中，本章涉及的大地主题解算、地图数学投影变换、高斯平面直角坐标换算等内容仍是重中之重的知识点，在后续海洋大地测量的成果转换与成果的全球统一中，将是不可或缺的。
（5）海洋大地测量基本技术与方法。海洋的开发与陆地一样，也需要测绘各种资料，来保障海运事业的发展。海洋大地测量除了需进行包括海洋控制点、边界测定、海底地形绘制等工作外，还需要为海洋工业、工程、航运、渔业等提供保障，并为海洋科学提供重要资料。海洋大地测量的任务是精密测定海域的各种控制点（海上和水下）的位置，研究地球潮汐与海洋潮汐的相互作用，潮汐循环、大气循环对地球自转的影响，以及海面地形、大地水准面和海底地壳的变化等[2]。
2 教学改革举措
通过前几学期开展《大地测量学基础》课程以及本学期的《海洋大地与控制测量》课程的讲授，总结出以下教学方法，以期进一步提高教学效率，促进学生对相关知识的掌握与理解。
2.1 程序编写
由于《海洋大地与控制测量》课程中设计的理论复杂，计算公式复杂，导致学生对很多重要问题的理解不够透彻，且经常容易将不同知识点的内容进行混淆。为提高学生对书本知识的熟悉程度，以及对相关参数计算方法的理解，非常有必要对需要重要了解的知识点进行程序编制。且程序编制前，需要学生以书面的形式对程序编写的思路、流程进行总结与整理。特别地，在课程第4部分内容中，坐标正反算、大地主题解算、投影换带等内容涉及的公式非常多，更有必要让学生理清思路。
2.2 PPT讲解
可以在重点章节、重点内容的讲解过程中，选定几个重点概念与知识点，让学生在课后通过查阅文献资料后制作PPT，然后在课堂上以讨论的形式将PPT的内容进行讲解，或者以小组的名义在课堂上进行交流学习，对于PPT讲解比较突出的同学，可以通过增加平时表现的分数予以奖励。
2.3 课堂测试
由于涉及的知识点比较多，很多重要的知识点在课堂上讲授后，如果不经常复习，很容易遗忘。可以要求每个同学自己看书，然后选出自己认为应该掌握的内容，以试卷的形式给出来。然后选择一到两次课的时间，将每个同学所除的试卷随机发放给其他同学进行测试。这样的方式既能让学生充分阅读书本知识，又能提高学生的积极性。同时，还可以将学生编写比较合理的题型和题目，选入最终的期末考试中进行测验。
2.4 结论
在本文中，对上海海洋大学《海洋大地与控制测量》的教学方法改革进行了探讨，通过加强教师与学生的互动，充分发挥学生的学习主动性，以期改善《海洋大地与控制测量》课程教学效果，提高教学质量。通过编程、制作PPT和出试卷互考等举措，使学生深入了解并掌握本R档睦砺壑识。在今后《海洋大地与控制测量》课程教学中，我们还需将进一步探索海洋大地测量学的教学改革方法，提高海洋测绘及相关专业学生对海洋大地测量技术的理解和认识，为我校的“海洋特色”添砖加瓦。
【参考文献】
关键词：海洋测绘；垂直基准；高程基准；深度基准；平均海面
中图分类号： P2 文献标识码： A 文章编号：
1 引言
目前海岸带地区的地形测量和水深测量分别采用不同的垂直基准面，即陆地地形图高程基准为1985国家高程基准面，水深图采用理论深度基准面。[1]由于采用不同的基准面，导致了测量成果数据必须通过一定的转换才能达到基准上的统一，制约了两图成果数据的无缝合成和拼接。为解决两种数字成果在垂直方向的拼接问题，需要就海洋测量垂直基准的现状、垂直基准的选择、垂直基准面间的关系、海岸带地形测量与水深测量基准面转换技术等方面进行研究，以期实现海岸带地形图和水深图的无缝拼接。在海道测量中，平均海面是一个标准的起算基准面，在其上关系到陆地测量高度的高程基准，在其下决定着海洋水深测量的深度基准，进而由深度基准决定着海岸线基准，而深度基准面的高度从当地平均海面起算，当地平均海面应与国家高程基准进行联测。因此，以平均海面作为我国海洋测绘的垂直基准面是建立国家高程基准统一的先决条件，也是实现海岸带地形图和水深图无缝拼接的最佳选择。在此基础上探讨海岸带区域垂直基准转换的关键技术，构建海洋测绘在垂直基准上的融合和统一，为经济建设和国防建设提供可靠的海洋地理空间信息。
2 海洋测绘垂直基准的研究现状
海图深度基准面的建立与参考椭球定位和全国高程基准确定相比有一定的特殊性，它更明显地具有以方便海图使用为目的的实用性，该面的确定与潮汐的强弱即当地潮差的大小有着密切的联系，因而我国与其他沿海国家一样仅是规定基准面计算所应采用的方法，而不是规定某一个或某些参考点以供基准维持。[2]实际上这种基准的维持是灵活的，只要将观测的潮位数据和计算的深度基准面值通过当地平均海面与国家统一高程系统建立联系，甚至在开阔海域可不与陆地基准联系，而只是由相对于潮汐振动的平衡面即稳定的平均海面的位置来表征，于是深度基准面的维持仅由平均海面实现。
海图深度基准面的计算通过潮汐调和常数实现,因而,深度基准面相对于平均海面的偏差仅在具有潮汐参数的点上获得,也就是说我们按照某种算法求得的深度基准面(相对于平均海面)数值仅是对真正曲面形态基准面在特定点的采样。
当前，我国的海洋测绘垂直基准主要是以1985国家高程基准的高程基准和以理论最低潮面为基准的深度基准。建立统一的海洋测绘基准是进行海洋勘测、海洋开发和研究的先决条件。世界上一些主要海洋国家历来非常重视海洋测绘基准的建立和统一问题。我国的海洋测绘基准主要是在陆地和海洋所采用的不是一个基准面，所以一直存在着数据转换和图件的拼接问题，更难以实现我国与相邻国家的海洋勘测图的有效拼接，所以无法满足专属经济区、毗连区和大陆架划界工作的需要。
在海洋测绘垂直基准研究方面，梁振英选择大地水准面作为陆海共同的基准面;暴景阳、章传银教授提出以平均海面作为陆海基本垂直基准面的思想；王双喜博士认为把参考椭球面、大地水准面以及理论深度基准面相结合从而构成海岸带连续基准；李凯、田震等则认为选择参考椭球面作为陆海数据交换的中介并进而过度到无缝衔接；于彩霞博士等从制图角度出发，通过对多个高程基准的转换关系，得出来局部高程改正的模型,为海图和地形图的无缝拼接奠定了基础。翟国君、黄谟涛教授等认为海洋测绘垂直基准应分级设定，作为基础海洋地理信息获取方式的海底地形测量，选取平均海面基准作为水位控制的基础应该是保证数据质量和可重复性的主要解决思路。[3]陈艳华、周兴华、孙翠羽等学者系统分析了潮汐基准面和大地水准面不适合作为无缝垂直基准面的原因，提出以椭球面作为无缝垂直基准面的合理性和可行性，并建议选择WGS84椭球面作为我国海域的无缝垂直基准面。殷晓冬、田光耀教授认为大地水准面与深度基准面是测绘垂直基准面的主要因素，探讨了我国测绘垂直基准面的现状及其存在的问题，提出了改进测绘垂直基准面的意见建议等。
3 平均海面是海洋测绘垂直基准的最佳选择
在海岛（礁）高程传递方面，过去很多岛屿采用当地平均海面作为独立的高程基准面。现在一般采用GPS测高和水准联测技术实现岛屿高程的传递，但仍然必须以平均海面的高程作为起始点和通过以平均海面传递技术获取的高程作为可靠性验证，保证海岛礁高程传递的精度，确保海洋测绘产品的一致性和无缝拼接。因此，远离大陆的岛、礁，其高程基准采用当地平均海面是确立海洋测绘垂直基准的标准选择。在海图深度基准面方面，以理论最低潮面作为深度基准面，而深度基准面的高度从当地平均海面起算，即海图深度基准面是相对于平均海面定义的，所以，平均海面也应该成为海洋测绘垂直基准的基本选择。
在灯塔、灯桩的灯光中心高度起算方面，灯塔、灯桩的灯光中心高度从平均大潮高潮面起算，而平均大潮高潮面是以理论深度基准面起算的，然而深度基准面的高度又是从当地平均海面起算的，所以，平均海面是海洋测绘垂直基准的必然选择。各基准关系见图1
图1：各基准关系图
4 海岸带区域海洋测绘垂直基准的转换技术
海岸地形测量和水深测量作业一般均采用1954北京坐标系结合高斯投影方式进行，因此，海岸地形图和海图数字成果在平面方向实现了统一表示，但在垂直方向则存在较大差异。由于地形图采用1985国家高程基准，而海图则采用当地的理论深度基准面，因此为了实现地形图和海图的拼接，必须研究海洋测绘的垂直基准转换技术，建立高程基准和深度基准的相互转换数学模型。
①固定点比较法
就是在以当地平均海面为高程基准面的海图(或陆图)上和以1985国家高程基准为高程基准面的同一海区的现行的海图(或陆图)上，找到共同的陆上固定点，求取固定点在采用不同高程基准面的两幅图上的高程差。为提高精度和可靠性，在两幅图上，应选择一定数量的固定点分别计算，对计算结果进行相互校核和验证，然后选择其中最可靠的点取平均值作为$h。另外，有时还要遇到1956黄海高程系的高程基准问题，因为有时要用到近代历史沿用海图和陆图，此类海图和陆图的高程基准大多采用黄海平均海面为高程基准，所以在采用该方法时，要顾及到这一点。
②潮信资料法
以当地平均海面为高程起算面的海图上记载的验潮站大潮升数值减去平均海面数值，即得到当地平均海面起算的平均大潮高潮面的高度，然后再将采用1985国家高程基准的现行海图上记载的同一验潮站的大潮升数值减去平均海面数值，即得到1985国家高程基准起算的平均大潮高潮面的高度。以上两个平均大潮高潮面的高度之差即为$h。利用潮信资料法求取当地平均海面与1985国家高程基准的差值时，还要注意分析海图的历史及出版年月，认真核对海图所采用的高程基准；当海图上记载有几个或多个验潮站的潮信资料时，要分别计算，将计算结果进行比较校核，取其可靠的平均值。
5 海洋测绘基准目前还存在的问题和解决对策
就二维定位框架而言，由于目前海洋测量仍采用传统的大地测量坐标系，它不利于与相邻国家、甚至不同部门测量成果的统一与拼接。[4]为此，应将GPS网尽量向海域扩展，并在某历元的ITRF框架下进行统一平差计算，并获得原有坐标系和地心坐标系的准确转换关系，并逐步过渡到采用地心坐标系维持海洋测绘的定位基础框架。
陆地高程基准与海洋深度基准是不一致的，这种差异的存在，使得陆地高程和海洋深度之间的转换就显得比较复杂，而且不同图幅之间的水深也存在基准面不统一问题。[5]由于高程基准与深度基准转换的困难，使得陆海交界处的高程表示无法进行无缝拼接，给航空海岸地形摄影测量、滩涂地区的开发利用、三军协同作战用图等带来了很大的困难。对此，我们认为，海洋垂直基准应分级设定，作为基础海洋地理信息获取方式的海底地形测量，选取平均海面基准作为水位控制的基础应该是保证数据质量和可重复性的主要解决思路。而海底地形与陆地地形的统一则需要通过将国家高程基准等位面向海域延伸来解决，即需加强与陆地高程基准统一的海面地形模型的研究。由于深度基准面的特殊性，沿岸各地的深度基准面的垂直位置并不相同。欲解决三军协同作战用图问题以及滩涂测图问题，必须加强沿岸各验潮站数据的收集和统一处理，建立深度基准面与1985国家高程基准面的转换参数模型，目前解决这一问题的理论和技术条件已基本成熟。
很多岛屿高程采用的是独立的高程基准，其高程基准是由当地多年的平均海面决定的。这表明，不同岛屿的高程可能起算于不同基准面。当然，按上述等位面扩展的方法，该问题也将基本得到解决。海洋重力测量基点的分布在我国海域基本上处于空白，仅在少数码头设有重力测量基点，难以满足海洋重力测量基点比对和控制重力仪掉格的需要。因此，以绝对重力测量方式或高精度相对重力测量方式在沿岸有关港口建立海洋重力测量基准框架也势在必行。
参考文献：
[1]刘永义,党亚民,薛树强. 基于海面环境多路径效应建模初探[J]. 测绘科学.
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[3]马彪,王向磊. 地磁异常匹配辅助导航的研究[J]. 测绘科学.
关键词：GPS；海洋测绘；应用；发展
Abstract: Marine surveying and mapping is a branch of the science of Surveying and mapping. From the name of the branch, we can clearly know, object of marine surveying and mapping is the sea. Marine surveying and mapping not only to acquire and display these elements of their location, nature, form, also includes the relationship and development between them, such as the relationship between the channel and the reef, lighthouse, harbor construction progress, current, temperature and seasonal changes. It is a basic and advanced work, all maritime activities cannot do without the marine surveying and mapping security, especially in developing marine, and utilize the ocean today, more and more important role in marine surveying and mapping. Important differences due to ocean area and the area of land natural phenomenon is the distribution of moment of water movement, there is obvious difference between the land surveying and mapping method and its mapping method, so the terrestrial waters of rivers and lakes of Surveying and mapping, usually included in marine surveying and mapping.
Key words: GPS; marine surveying and mapping; application; development
中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、海洋测绘的早期发展
海洋测绘大致可分3个阶段：①20世纪30～50年代中期，开始对海洋进行地球物理测量，包括海洋地震测量、海洋重力测量等。这阶段利用回声探测数据绘制海底地形图，揭示了海洋底部的地形地貌；利用双折射地震法获取大洋地壳的各种地球物理性质，证明大洋地壳与大陆地壳有显著的差异。②1957～1970年，实施了国际地球物理年（1957～1958）、国际印度洋考察（1959～1965）、上地幔计划（1962～1970）等国际科学考察活动，发现了大洋中条带磁异常，为海底扩张说提供了强有力的证据，揭示了大洋地壳向大陆地壳下面俯冲的现象，观测了岛弧海沟系地震震源机制。③70年代以后，广泛应用电子技术和计算机技术于海洋测绘中。
二、GPS技术在海洋测绘领域的应用
海洋测绘主要包括海上定位、海洋大地测量和水下地形测量。在海上定位和水下地形测量中都有GPS技术的应用。
1.GPS技术应用于海上定位
海上定位是海洋测绘的重要工作，在海上作业如果不知道自己的具置，那将是一件不可想象的事情。海上定位通常是通过定位系统，确定船只的具置和方向，主要是用于船只导航，同时也是海洋测绘中不可或缺的工作。GPS技术在海上定位的应用主要包括海面定位和水下定位，水下定位主要是用于水下地形测量。
为了能够获得比较好的海上定位精度，是采用GPS接收机与船上的导航设备组合起来进行定位。例如，在GPS伪距法定位的同时，用船上的计程仪（或多普勒声纳）、陀螺仪的观测值联合推求船位。对于近海海域，还可采用在岸上或岛屿上设立基准站，采用差分技术或动态相对定位技术进行高精度海上定位。利用差分GPS技术可以进行海洋物探定位和海洋石油钻井平台的定位。进行海洋物探定位时，在岸上设置一个基准站，另外在前后两条地震船上都安装差分GPS接收机。前面的地震船按预定航线利用差分GPS导航和定位，按一定距离或一定时间通过人工控制向海底岩层发生地震波，后续船接收地震反射波，同时记录GPS定位结果。通过分析地震波在地层内的传播特性，研究地层的结构，从而寻找石油资源的储油构造。根据地质构造的特点，在构造图上设计钻孔位置。利用差分GPS技术按预先设计的孔位建立安装钻井平台。
GPS技术在海洋测绘中的海上定位中的重要性不可忽视，海洋测绘的大量测量工作都要用到海上定位的数据。
2.GPS技术应用于水下地形测量
水下地形测量是海洋测绘的最基本的工作之一。由于海域辽阔，海上定位颗根据离海岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距、GPS卫星定位等。
水下地形测量主要是海道测量，海底控制测量是确定海底点的三维坐标或平面坐标，而水下地形测量还需要利用水声仪器测定水深。对于近海领域，采用在岸上会岛屿上设立基准站，采用动态相对位技术进行高精度海上定位。在船上安装差分GPS接收机和测深仪。测量船按预定航线利用差分GPS导航和定位，测深仪按一定距离或一定时间按照事先设定自动向海底发射超声波并接受海底的发射波，同时记录GPS的定位结果和测深数据。定位测量和水深测量的数据都有了之后，就可以利用这些电子手簿和计算机、绘图仪等组成系统，测绘水深图和水下地形图等。
三、GPS技术在海洋测绘领域的应用中出现的问题及解决方法
1.出现的问题
由于GPS技术是由美国军方制作并控制的，因此我们在使用GPS数据时就要考虑到数据的真实性和数据的实用性。美国军方可以随时修改我们使用的数据，如果数据不准确一切工作都没有任何用途。
另一方面，由于GPS定位系统是基于美国军方的国家战略研发的，所以其对外开放的彻底性还有所保留，加上整个系统本身研发时的局限性和民用领域的不断延伸，所以同其他测量手段一样，GPS测量误差也不可避免，因此在进行海洋测绘的时候需要注意出现的误差。
2.解决方法
在数据使用的问题上，我们目前还没有什么卫星定位系统可以和GPS卫星定位系统相比，不论是我国的北斗系列，还是GLONASS 全球导航卫星系统或Galileo系统总体功能现在都无法与GPS相比，因此我们要在研发新的系统的同时，还是要使用GPS的数据来解决我们目前的一些问题。
对于GPS测量时产生的误差，我们应该分析产生误差的原因，一般出现的都是系统误差。对于这些系统误差，我们不可避免，因此只能通过一些参数来进行数据结果的修正。另外，还有一部分误差是我们在进行数据转换的时候产生的。因为GPS卫星定位系统采用的是WGS-84坐标系统，而在我们国家一般使用的是北京54坐标系统，因此在使用GPS数据时就需要进行坐标系之间的转换。由于不同的地方的转换参数不同，因此坐标系之间的转换是一项浩大的工程，在转换构成中就会产生一些误差，对于这些误差我们也只能尽量避免。只有这些误差都减小了之后，我们进行海洋测绘的工作才能做的更精细，数据才能更准确。
四、海洋测绘学的新进展
1.海道测量。在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。应用双频GPS动态后处理高精度定位技术建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，显著提高了水深测量成果的精度。
2.海洋重力场与磁力场测量。有关海洋重力的确定，首先研究了建立我国陆海新一代平均重力异常数字模型问题：基于重力场的频谱理论，给出了扰动引力在全球平均意义下的功率谱表达式；推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式；推导了水平重力梯度边值问题的级数解。
对海洋磁力测量的研究，从磁偶极子磁场出发，推导出一个简单的测线间距计算公式。基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布，推导出一个简单的磁力线簇公式。以陆用地磁日变站为基础，结合DGPS系统和浮标技术，自行设计开发数据实时采集与传输系统。采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法，解决了远海区磁测日变改正观测资料问题。
3.空基海洋测绘技术。首先是重点研究了利用有理函数模型实现高分辨率卫星CCD影像的单片定位的方法；其次是提出了一种遥感图像半自动提取建筑物的方法；第三是提出了一种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影像亚像素目标识别方法；第四是针对IKONOS高分辨率卫星影像处理中的不适应性，提出一种更为精确细致的图像融合方法——自适应小波包分析法；第五是从测高卫星飞行轨道的规律出发，提出了采用“距离加权平均”计算正常点海面高的新方法；第六是研究了观测卫星的选择对基线解算质量的影响，提出了提高基线解算质量的人工选星的基线处理方法。
4.海图制图与海洋地理信息工程。首先是提出了基于Circle原理和“优胜劣汰”思想的地图综合新算法；其次是探讨了数字测图中的坐标变换方法，总结了一套作业思路和方法；第三是提出了基于Flash技术制作多媒体电子地图的解决方案及实现过程；第四是研究了一种由计算机自动生成Delaunay三角网的增点生长构造法；第五是实现了MapInfo图形数据在IE中的显示与浏览，从而验证了用VML实现地理空间数据可视化的可行性。
五、结束语
GPS技术已经广泛应用于各个领域，在海洋测绘领域也不例外。对于海上定位，海洋的水下地形测量，GPS技术发挥了很大的作用，我们使用GPS技术让我们在海洋测绘领域的成果更进一步，建立了海洋测量平面控制网。GPS技术的引进改变了传统的测量方法，节省了很多人力物力。
参考文献：
[1]朱道璋.浅析GPS测量的误差及应对措施[J].江西省水利规划设计院.2006.
关键词：海洋测绘；垂至基准；高程基准
中图分类号：P229 文献标识码：A
沿海水深的测量、近海水深的测量和海岸地形的测量在垂直方向上均设计到了基准面的问题，目前海洋测绘工作汇中所使用的基准面有2000国家大地坐标系、参考椭球面、1985国家高程基准、大地水准面、深度基准面和平均海面等。当前的海岸地带的地形测量和水深测量都采用的是不同的垂直基准面，所以所测得的数据也因为基准面的不同而不同。这就需要将测量成果的数据通过一定的转换方式达到统一基准上时，才能够将所有的测量数据成果无缝的拼接和合成，进而形成一幅完整的海洋测绘图。
1.海洋测绘中多个垂直基准之间的关系
目前我国的海洋测绘垂直基准是以CGCS2000坐标系作为垂直基准进行深度测量。海洋勘测、海洋开发都必须先建立统一的海洋测绘基准。我国的海洋测绘基准主要问题是因为陆地和海洋不是使用同一基准面所造成的。海洋测量定位手段主要为GPS定位。海洋测量工作及其成果和多个垂直基准面之间的关系如图1所示。
图1当中的H0表示GPS天线与CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也可以成为GPS大地高；H1表示平均海平面至CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也被称为海面大地高；H2表示换能器和海底的垂直距离，主要是用于测量瞬时水深；H3表示GPS天线至换能器表面的垂直高度距离；H4表示CGCS2000参考椭球与海底的垂直高度距离，也被称为海底声纳信号反射面的大地高；ξ表示为大地水准面和平均海面的垂直高度距离，也被称为海面地形；N表示大地水准面和WGS84参考椭球的垂直距离，也可以成为大地水准面差距；L表示为从平均海面作为基准面算出的理论深度基准面数值；h表示深度基准面与海底声纳信号反射面的垂直高度距离，也被称为海图水深。
由上表能够直接得出：
利用H0计算h的主要问题在于需要获取准确的平均海面大地高H1、如果已经了解大地水准面的距离N，则还需要建立大地水准面起算的海底地形高程，即N-H4。当前利用卫星进行测量，然后进行计算所得出的平均海面大地高度的精度在10cm以内。利用该图标内的数据能够利用GPS大地高H0精密的转换海图成果水深h。
2.海洋测绘垂直基准的建立和转换
目前我国普遍都是采用CGCS2000坐标系结合高斯投影的手段对海岸地形和水深进行测量，所以，海岸地形图和海图数字成果能够在以平面的形式展现在统一图表之内，但是垂直方面却具备比较大的差异。因为采用的是2000国家大地坐标，但是海图是使用的当地的标准深度作为基准，所以要想将地形图和海图进行凭借，就务必要求将海洋测绘的垂直基准转换技术熟悉掌握，建立当地深度基准和高程基准的转换模型。
CGCS2000坐标系的定义和实现，参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，坐标系的几点说明如下。图2为CGCS2000坐标系的示意图
原点在包括大气、海洋的整个地球的质量中心；长度单位为米，该尺度同地心局部框架的TCG时间坐标一致；定向在1984.0时和BIH的定向相同；定向会随着时间的演变由整个地球的水平结构运动无净旋转条件保证。由图2所示，原点：地球的质量中心；Z轴：指向IERS参考极方向；X轴：IERS参考子午面与通过原点且同z轴正交的赤道面的交线；Y轴：完成右手地心地固直角坐标系。CGCS2000的参考椭球为一等位旋转椭球。等位椭球（或水准椭球）定义为其椭球面是一等位面的椭球。CGCS2000的参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球既是几何应用的参考面，又是地球表面上及空间正常重力场的参考面。
2.1 水准联测法
利用几何水准测量方式，根据国家3、4等水准测量规定，直接联测2000国家大地坐标系的水准点至验潮站水准点的高差x，可以利用以下公式计算出验潮站的平均海面高程在该公式中，H可以利用常规的测量方法得到。
2.2 固定点比较法
这种测量法主要是通过当地平均海面作为高程基准面的海图或路地图和2000国家大地坐标系为坐标高程准面的同一个海区的现行海图上，发现共同的陆地上固定点，进而了解固定点在使用不同的高程基准面时的高程差。可以在两幅图上，选取多个固定点分别进行计算，将计算出的结果之间进行对比和校验，然后选取最可靠的平均值h，以此便可以极大程度的提高平均海面高程h的准确度和可靠度。
2.3 潮信资料法
将当地的平均海面作为高程基准，再将海图上所记载的验潮站大潮升数减去平均的海面数值，以此便可以得到当地的平均海面起算的平均大潮高潮面的高度，再利用2000国家大地坐标系的现行海图上所记载的同一验潮站的大潮升数值减去平均海面数值，便可以得到2000国家大地坐标系的高程基准起算的平均大潮高潮面的高度。利用以上的两个大潮平均高潮面的高度所得差便是h。在计算h时还需要了解海图的历史和出版年份，务必认真核对海图中所采用的高程基准是否准确；如果海图上记载了多个验潮站的潮信资料，则需要分别将所有验潮站的资料进行计算，将计算所得结果进行校验，核算，选取最可靠的平均值。
根据梁震英的“大地水准面的严密定义和我国高程基准的选择”研究证明，目前我国的平均海面高度是从北向南逐渐提升的，主要呈现3个阶梯型的变化，两个转折点分别为江苏的吕泗，福建省的山东，在每一个阶梯面上，各个海区多年来的平均海面存在微小的起伏，其中最主要的黄渤海海区的平均海面几乎与2000国家大地坐标系保持一致，最大的变化幅度在1cm±2，东海海区的变化幅度为2.3cm±3cm。
结语
海洋测绘垂直基准能够检测海岸地带的地形、沿海水深和近海水深的测量技术，这也就代表海洋测绘垂直基准是目前现代大地测量基准的一项重要“成员”。想要将2000国家大地坐标系作为海平面模型，就必须实现还按地区的垂直基准转换技术，其技术的关键在于计算不同区域的长时间的平均海平面高度h和其理论深度基准L。
综上所述，利用水准联测法、固定点比较法或者潮信法对h进行测量，通过多种测量方法的计算，能够精确地确定平均海面高度h。利用准确、完善和可拼接的高程基准给海岸经济的开发提供保障保障。
参考文献
[1]欧阳永忠.基于高精度的GPS测高的海洋深度检测技术[J].海洋测绘，2014，18（4）：9-11.
[2]兰明乾.沿岸当地平均海面的高程求取与应用[J].海洋测绘，2013，35（专辑）：190-192.
[3]邓方，吴晓华.关于2000中国大地坐标系的建议[J].大地测量与地球动力学，2010，28（10）：832.
关键词：测绘工程；GPS；静态测量；数据处理
中图分类号：P2文献标识码： A
引言
近些年来，测绘工程中GPS技术取得长足进步，在工程测量、地形测量以及控制测量等领域中都得到广泛应用，从某种程度上讲，测量工程中GPS技术可以称之为测绘工程领域的一场技术革命，在工程测绘中具有重大意义，海洋幅员辽阔，视野开阔，因此，测绘工程中GPS技术特别适合海洋测绘，海洋测绘作为测绘领域其中一部份，因此，测绘工程中的GPS技术运用而起到翻天覆地变化，为海洋测绘带来了巨大的意义。伴随着科技的快速发展，海洋测绘的技术设备有了很大的进步与改善，在海洋精密测量定位和水深测量工作中，利用GPS测量技术有着极大的优势，在海洋测绘中具有很高的应用价值，特别在近海海洋和内陆水域测量中有着广阔的发展前景，值得在海洋测绘领域进行广泛的推广。
一、GPS静态测量的原理
(一)GPS定位原理
GPS导航系统的基本工作原理是测量出已知地理位置的GPS定位卫星到用户接收机之间的距离，综合多颗GPS定位卫星的数据获取接收机的具置。其中，GPS导航卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在GPS导航卫星星历中查出，而用户到GPS导航卫星的距离则通过记录GPS导航卫星信号传播到用户所经历的时间，所经历的时间乘以光的速度得到。当GPS导航定位卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码发射GPS导航电文，当用户接受到GPS导航电文时，提取出GPS导航卫星传播的时间并将其与自己的时钟做对比便可得知GPS导航卫星与用户的距离，再利用GPS导航电文中的GPS导航卫星星历数据推算出GPS导航卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知用户的位置，这就是GPS测量技术的工作原理。
(二)GPS测量的方法以及优点
GPS测量方法包括静态测量和RTK测量，本文主要分析测量工程中GPS静态测量。该测量方法是把至少三台双频GPS接收机安置在静态测量基线端点上，保持固定不动，不受测量通视条件的限制，但是需要同步观测四颗以上卫星。GPS测量时可观测多个时段，每个时段进行观测
十分钟到数十小时，最后把观测数据输入计算机，经过结算软件处理得到各点坐标，在GPS技术测量的各种方法中，静态测量的方法精确度最高，具有测站间不需要通视、可以全天候定位、观测时间较短、操作简单、可以提供全球统一的三维地心坐标等优点，也因此GPS技术通常应用于各种工程测量当中。
二、利用GPS进行海洋测量精密定位
（一）海洋测绘的特点
1.在海洋测绘中，GPS测量测站在船上，在GPS测量静态下进行海洋测量。
2.在海洋测绘中，同一空间结构网的GPS测量(坐标、深度、重力等)必须同时测定，无法重复海洋GPS测量。
3.在海洋测绘中，GPS观测受大气影响和海水物理性质影响，GPS测量的精度比陆地上大地测量低。
（二）利用GPS技术精密测量水深
在当前的GPS测量技术水深测量工作中，最常用的测量方法就是运用多波束水深测量系统，相比于传统的单波束采集系统的水深测量工作，在海洋测量中，4次多波束水深测量系统的采样，垂直于航道方向上的波束有很多，不同海水深度的数据都可以直接的获取，因此，能够快速和精确地测量范围内测线两侧多个点的水深，清晰准确地对海底地貌进行全面测量的过程，利用GPS技术定位和多波束水深测量系统测定该点的水深，就能快速的对海底地貌进行。
在水深测量工作中，要精确地测定深度点的平而位置，这项工作简称为定位用测深仪测深时，深度点的平而位置是换能器的平而位置；用测深杆、水砣测深时，深度点的平而位置是测深杆、水砣着底时的平而位置在距岸较近，视觉能分辨日标的距离内，一般可使用光学仪器，如经纬仪、平板仪和六分仪定位测图比例尺为1:10000或更人时，通常用经纬仪或平板仪以前方交会法定位；测图比例尺小于1:10000时，通常使用六分仪以后方交会法定位对于定位精度要求高的
比例尺测图，使用测距系统，如海用微波测距仪定位，或用距离方位法定位对距岸较远的海区，般使用无线电双曲线定位系统定位20旧纪60午代以来，已广泛利用人造地球卫星进行高精度定位这种定位方法以电子计算机作为数据信息处理中心，对卫星的导航信息进行滤波处理，以获得实时的导航数据利用人造地球卫星进行定位可以个天候工作，仪器系统具有个自动、个球覆盖和连续实施定位等优点。
测得水深后，必须进行水位改正把在瞬时水而上测得的深度归算到山深度基准而起算的深度当深度点处的瞬时水而与验潮站在同瞬时的水而高差小超过20厘米时，用该站的潮位观测资料进行水位改正；若高差超过20厘米，则用水位分带法进行改正，即在满足水位改正精度的条件下，根据两个或两个以上验潮站的潮位观测资料，用图解内插或计算的方法，把测区分成若十个区，求出各区的潮位资料，进行分区改正近海测量中，可用模拟法进行水位改正。
（三）GPS技术近海航道水下地形测量的应用
在海洋测绘中水下地形勘测占据着非常重要的位置，但因为水下地形勘测作业环境非常的特殊，在实际的作业中实施水下地形测量的难度也是非常大，所以我们在作业中必要根据水下地形勘测实际情况采取相应的措施进行定位。随着社会的发展，我们在水下地形勘测中经常使用到的是回返水声定位、GPS技术卫星定位以及无线电测量定位等。遇到作业比较复杂的时候还需要将几种方法结合起来，方能进行勘察。现在我们会尝试着在水下测量中将GPS-RTK测量技术与测深仪联合以来一起作业，此种GPS-RTK测量技术分位技术的严禁以下几方面的工作：
1.在海洋地形勘测中，选择近海岛屿设置数据采集相应的GPS测量基站，应用现代化先进的GPS测量技术，并在GPS测量船中安装接收GPS测量机及相应的GPS探测设备；
2.在海洋地形勘测中，利用GPS测量技术导航实施定位，借助预先设定的GPS测量机器依照操作人员指令每间隔一定时间向水下发出超声波，通过GPS测量机器发射回来的声波进行援救与分析分析，得出海洋GPS测量数据及GPS测量定位结果。
三、GPS静态测量数据处理
GPS静态定位在测量工程中被广泛应用。尤其在工程测量、大地测量、物探测量等方面，GPS技术己经基本取代了常规的测量方法，成为最主要测量手段和方式。
（一）在GPS测量技术中，计算机通过测量数据线联接主机，把GPS测量数据传输到计算机中。
（二）在GPS测量技术中，通过计算机中GPS测量软件对数据进行基线解算。GPS测量基线解算一般采用差分观测值，较为常用的差分观测值分为双差观测值，即由两个GPS测量测站的原始观测值分别在GPS测量测站和卫星间求差后所得到的观测值。
（三）在GPS测量技术中，要把GPS测量技术信号不好、GPS测量观测时间短、及长短边的数据去掉，采集共同GPS测量时段、共同GPS测量波段的信号好的数据。
（四）在GPS测量技术中，进行GPS测量基线解算。GPS测量基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，进行GPS测量基线平差所采用的观测值主要是双差观测值。
(五)进行网平差和数据处理
在GPS测绘工程中，可以把GPS测绘基线向量作为观测值，以它的方差阵之逆为权，计算各GPS测绘网点的坐标并评定其精度。另外，要做好GPS测绘网平差参数设置，规定较小的单位权重误差，调整GPS测绘网平差期望精度，直到所有指标满足GPS测绘规范要求时数据处理才算完成。
结束语
总之，随着我国社会经济快速的发展，GPS静态测量技术在实际应用中的范围越来越广。通过上述对GPS静态测量的具体分析，我们不难发现，测绘工程中GPS测绘技术在这一领域具有无可比拟的优越性，尤其GPS测绘技术对各种长距离、地形地势极为复杂的测量工程方面具有重要意义。GPS测量技术突破了传统海洋测绘的空间限制,应用范围越来越广,成为了控制GPS测量技术，海岸地形GPS测量，高精度的海洋定位不可或缺的有效手段。
参考文献：
[1]韦友源.信标差分RBNDGPS技术在海洋测绘中的应用[J].沿海企业与科技,2009,09:44-46.
关键词：海洋测绘 水深测量 误差 对策
我国在海洋测绘工作中常用的传统测量方法，如测深铅鱼、测深杆、六分仪和罗盘定位、测深绳等，很难完成当前的各种工作，这些测量方法效率低下而且精度太差。利用传统的方法和仪器只能粗略的绘制海图，很难完成较高要求的探测工作。在经历了较为漫长的发展历程后，海洋测绘当前已逐步步入信息化发展阶段，实现了测绘的智能化、自动化，极大提高了测绘结果的精确性。在当前信息化发展时代，海洋测绘行业虽然取得了不菲的成绩，但在部分技术的使用上，还有待继续提高，测深技术以及GPS技术均需进一步加快发展步伐，还需要采取积极对策，对测量误差进行修正，统一测绘坐标系，建立完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，加快建设网络化信息服务系统，并加快测绘专业人才的培养力度，最大限度的提高测绘结果的精确性，才能不断促进海洋测绘业的全面信息化发展。
一、海洋测量中水深误差的原因
在海洋水深测量工作中，采用无验潮方式时，由于RTK高程的可靠性、船体的摇摆、同步时差、采样速率等因素，会极大地影响测量结果的精度，这些误差要比RTK定位误差高出很多，这些原因的存在，严重地制约了提高无验潮方式水深测量精度。
动态吃水及船体摇摆姿态产生测量误差。动态吃水改正指的是测深船的静态吃水深度加上船体自重下沉和颠簸的总和，是需要求平均值的不定值，是精密水深测量的重要误差来源。
采样速率及延迟造成测量误差。GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTK方式下GPS输出率都可以高达20HZ，而测深仪的输出速度各种品牌差别很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。
RTK高程可靠性产生的误差。在测量海洋水深的过程中，RTK高程的可靠性问题是一个不可避免的问题，倍受关注。在作业之前，可以把使用RTK测量的水位与人工水准观测的水位进行比较，对其可靠性进行判断。为了确保作业精度，可从采集的数据中提取RTK高程信息绘制水位曲线。对曲线的平滑程度进行仔细的分析，根据曲线的平滑程度分析RTK高程有没有产生个别或部分点出现急剧升高或降低的情况，然后使用修正的方法，来改正个别高程存在错误的点。
二、对策
为了最大限度的提高测量结果的精确性，测量前，先要确定测区范围和测图比例尺，设计图幅，准备图板和展绘控制点，布设测深线和验潮站，以及确定验流点和水文站的位置。测量时，测量船沿预定测深线连续测深，并按一定间隔进行定位，同时进行水位观测。测量中要确定礁石、沉船等各种航行障碍物的准确位置，探清最浅水深及其延伸范围。同时还要进行底质调查，测定流速和流向，以及收集水温和盐度等项资料。取得水深的原始资料后，要对它进行各项改正，检查成果质量，最后绘制出成果图板。
（1）对测量误差进行修正。对于采样速率及延迟造成的误差，可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。船体摇摆姿态和动态吃水的修正，可用电磁式姿态仪修正船的姿态，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、纵摆和横摆等参数都可以通过姿态仪输出，借助专用的测量软件可以修正这些参数。动态吃水改正是船体自重下沉加上测深船的静态吃水深度和颠簸的总和，得到的是一个不定值，往往都是平均值。
（2）提高GPS在海洋测绘中的精度。GPS定位系统在大地高的测量中应用较早，且测量结果较准确，但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点，因此，将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量，还需要进一步加强对于数据处理准确性的研究，以做到通过大地高的测量，能对海图高的数值有比较准确的测定，尤其在我国的远海领域，应加大对GPS精确使用范围并加快相应技术研究，以不断促进海洋测绘技术的提高。
（3）加快提高测深技术在水深测量上，海洋测绘虽然在近些年的发展中，取得了很大进展，但由于受先进的测量仪器价格昂贵，以及海洋测绘较之陆地测绘起步晚，在技术上相对较弱等原因的影响，在当前我国的水深测绘中，仍然主要使用单波束测深仪，对于多波束测深仪的研制还有待提高，如果主要依靠单波束测深仪，将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性，对于我国海洋测绘业的发展是不利的。另外，虽然采用了空间遥感技术，但使用的范围还较小，目前主要在我国的浅海区域，在深海区域的使用范围以及技术的精确度均有待提高。
（4）统一坐标系，提高海洋测绘精确度。当前在海洋测绘中，发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点，较之参心坐标系在测量结果上更为精确，而鉴于各种原因，我国当前在坐标系的使用上，地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异，且主要以参心坐标系为主，应尽快予以统一，并逐渐选择使用地心坐标系，以不断提高海洋测绘的精确度。
（5）建立完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式。在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。应用双频GPS动态后处理高精度定位技术建立一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，可显著提高水深测量成果的精度。
（6）加快网络化信息服务系统建设，重视测绘人才的培养。海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享，并没有实现社会化应用，应尝试在当前局域网的基础上，与各级海事部门实现联网，通过与国家公共信息网站的链接，实现海事测绘公共服务信息的大众化使用，并尽快建立起信息服务系统，使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。另外，应继续加强对于测绘专业人才的培养力度，除通过高校培养专门的人才外，基于科技的飞速发展，应注意对在业人员的培训，以及时更新他们的知识，使测绘人员的专业技能跟上时展步伐，并不断得以提升。
综上所述，对于海水测量的水深误差，要采取针对性的对策，对测量误差进行修正，统一测绘坐标系，建立完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，加快建设网络化信息服务系统，加快测绘专业人才的培养力度，才能最大限度的提高测绘结果的精确性，不断促进海洋测绘业的全面信息化发展。
参考文献：
[1]柯可；GPS技术的原理及其在测绘领域的应用[J]；中国水运（下半月）；2008年02期
[2]赵建虎；李娟娟；李萌；海洋测量的进展及发展趋势[J]；测绘信息与工程；2009年04期
关键词：海洋测量；测量技术；现状与展望
中图分类号：P229文献标识码：A文章编号：
引言：
海洋测量主要是为了精密测定和描述海洋几何场和物理场的重要参数，从而为人类开发海洋，利用海洋资源的活动服务。随着科学技术的进步，特别是卫星技术、电子技术、计算机技术及信息获取手段的改进和发展，海洋测量突破了传统单一的海道测量范围，相继出现了相对独立的海洋控制测量、海洋工程测量、海底地形测量、海洋重力测量、海洋磁力测量等。
1.海洋测量的现状
海洋测量按性质可划分为物理海洋测量和几何海洋测量两类。
1.1物理海洋测量
物理海洋测量是对海洋底部地球引力场和磁力场等物理场性质的测量。海洋测量必须以海洋物理知识作为基础，其主要测量方法有海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量和海底热流测量4种，此外，海洋电法测量和海底放射性测量尚处于试验阶段。物理海洋测量按照原理、技术和方法及其应用划分，包括海洋重力测量、海洋磁力测量及海洋水文测量。
1.1.1海洋重力测量
海洋重力测量是对海域重力加速度进行测定。在进行重力测量时，由于海水的不断运动，会产生各种干扰加速度，受到的主要扰动影响有：水平加速度和倾斜影响、垂直加速度的影响、交叉耦合效应的影响、厄缶效应的影响。近年来，各种高新技术在海洋测量中的应用，海洋重力测量的技术水平有了较大提高：重力仪测量系统的主体技术不断改进，消除了交叉耦合效应的影响；采用硅油阻尼代替空气阻尼，提高了仪器的抗震性和抗干扰性；DGPS(Difference Global Positioning System，即差分全球定位系统)的广泛应用，提高了重力测量中的导航定位精度；光纤陀螺技术的使用，提高了平台的灵敏度、稳定性和使用寿命；卫星测高技术的不断推广，提高了重力测量资料的精度和分辨率；数字化控制重力弹簧或摆的调平、平台的调平，使仪器正在向小型、轻便和高效率的方向发展。
1.1.2海洋磁力测量
海洋磁力测量是对海上地磁要素进行测定。海洋磁力测量按照测量内容可分为海洋磁力仪和海洋磁力梯度仪。早期时，曾使用饱和式磁力仪，目前，多使用质子旋进磁力仪、光泵磁力仪及铯光泵磁力梯度仪和质子旋进式磁力梯度仪。光泵技术的使用，消除了日变和海岸效应的影响，提高了测量的灵敏度、稳定性和可靠性；DGPS、压力深度仪、超短基线定位系统、浪潮仪和ADCP (Acoustic Doppler Current Profilers, 即声学多普勒流速剖面仪)等辅助设备的采用，提高了定位精度和环境噪声改正精度。
1.1.3海洋水文测量
海洋水文测量就是对海洋水文要素进行测量，为水下地形测量、水深测量以及定位提供必要的海水物理、化学特性参数。随着海洋科学的发展，在现代的海洋水文测量中，出现了多种新的观测手段及其相应的探测仪器。走航式温盐深计可以在动态海水里获取不同水层的温度和盐度，为研究海洋温度及盐度的分布规律提供了丰富的数据资料，突破了点测量的局限。透明度仪的使用提高了观测的精确度和准确度。遥报潮位观测和GPS在航潮位测量方法的出现，在很大程度上提高了潮位观测的自动化和精确性。目前通过测站式或ADCP测定海流的流速和流向，加快了测量速度，提高了测量精度。
1.2几何海洋测量
几何海洋测量是对海洋表面、海底及其相邻海岸的几何形状的测定。主要包括海洋大地测量、海洋定位测量、水深测量、海底地形地貌测量、海洋工程测量。
1.2.1海洋大地测量
海洋大地测量是研究海洋大地控制点（网），确定地球形状，研究海平面形状的科学。海洋大地测量的主要工作是建立海洋大地控制网，为水面、水中、水底定位提供已知位置的控制点，海洋控制网包括海岸控制网、岛-陆、陆-岛控制网及海底控制网。海岸控制网的建立与常规的陆上控制网相同，可采用传统的边角网和GPS控制网。卫星定位技术的出现，实现了陆-岛和岛-陆控制网的联测，也实现了远离大陆水域的水上定位和水下地形测量，并将其测量成果纳入与大陆相同的坐标框架内。海底控制网是通过声学方法建立的，一般布设为三角形或正方形结构，水下控制点为海底中心标石，其标志采用水下答应器（或称声标），水下答应器的位置通过船载GPS接收机和水声定位系统联合测定，即双三角锥测量。
1.2.2海洋定位测量
海洋定位测量是海洋测绘和海洋工程的基础。随着电子经纬和高精度红外激光测距仪的发展，可按一方位一距离极坐标法可为近岸动态目标实现快速定位。全站仪由于自动化程度高，使用方便、灵活，当前在沿岸、港口、水上测量中使用日益增多。GPS定位系统是目前海洋测量的主要定位手段。水下定位普遍采用声学定位系统，水声定位系统的工作方式很多，最基本的有长基线定位系统、短基线定位系统和超短基线定位系统。目前我国已经研发了水下DGPS高精度定位系统用于水下定位，该设备首次利用GPS解决水下设备导航和实时三维定位问题，并提供亚米级的定位结果。
1.2.3水下地形测量
海底地形测量，首先进行海岸或海底平面、高程控制测量，然后进行海底地物、地貌的探测。随着GPS高精度定位技术在海洋测量中的应用，水下地形测量的导航和定位精度得到了进一步改善。多波束测深系统具有测量范围大、速度快、精度高、自动化等诸多优点，将测深技术进一步发展到立体测图和自动成图。随着声学、干涉技术及计算机技术的发展，出现了高精度高分辨率侧扫声纳系统，使得海底地形地貌的勘察更加详细。遥感海底地形测量具有大面积、同步连续观测及高分辨率和可重复性等优点，遥感技术的应用使海底地形测量技术取得了重大进展。
2.对海洋测量的展望
海洋是地球的一个重要部分，而我国是一个海洋大国，我国海洋测量未来主要应向以下几个方面发展：
2.1服务对象将向全方位、多层次服务转化
20世纪海洋测量的服务对象主要是保障海面航行船只的安全，今后海洋测量的服务对象将不断扩充。海洋测量的基准面也将逐步与陆地地形测量基准面统一，建立以海洋大地水准面为基准面是势在必行的，因此，未来海洋测量技术的主攻方向是：继续研制新型精密的测量仪器设备；统一陆地和海洋地形基准面；精化海洋大地水准面。随着信息化技术的高速发展，多种海洋测量数字产品、数据库和地理信息系统将集成一体，为多学科的多种使用目的提供全方位服务。
2.2信息获取和表示将向集成综合式转化
未来无论是信息获取还是信息体现都会以多系统集成为主体。在信息获取领域，一个系统多种功能的集成和多个系统的有机集成是未来海洋测量发展的必然趋势，将各种测量系统的优点集成在一起，会使海洋测量技术发生突飞猛进的发展。在信息表示领域，多源、多分辨率信息的有机集成也是发展的必然趋势，将通过各种途径获取的信息有机结合起来，从多角度、多层次、全方位地展现海洋的全貌。
2.3信息服务形式将由三维静态向四维动态转化
随着科学技术的发展，未来社会对海洋测量成果的需求将趋向动态变化和实时性。因此，研究海洋几何要素和物理要素的时变规律十分重要，尤其是对海洋潮汐现象的全面、透彻研究。电子海图显示系统的发展，使得电子海图的显示由最初的二维显示到三维显示，继而发展到迭加潮汐预报的实时四维动态显示。目前我国的电子海图还不具备迭加水文气象要素的功能，但可以预料，电子海图的功能将日趋完善。
3.总结语
近年来，我国的海洋测绘在理论研究、技术应用和人才培养机制等方面均取得重大进展，尤其是基础理论的研究逐渐深入，应用技术研究贴近生产实践，在满足国民经济建设和国防建设中的作用越来越重要。未来我国的海洋测绘必须进一步拓宽领域、加快速度、提高精度, 在现势性和时效性方面有一个重大突破, 全方位、全过程、多层次、多环节提供动态化的信息服务, 更好地为国防和国民经济建设作出贡献。
参考文献：
[1] 赵建虎,沈文周,吴永亭,等.现代海洋测绘[M].武汉:武汉大学出版社，2007.
[2] 毕永良,孙毅,黄谟涛,等.海洋测量技术研究进展与展望[J].海洋测绘,2004,24(3):65-70.
[3] 刘雁春,暴景阳,李明叁.我国海洋测绘技术的新进展[J].测绘通报,2007(3):1-7.
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