自容式压力验潮仪水位观测值影响因素与改正

自容式压力验潮仪是目前海道测量水位观测的常用设备。在实际应用中,由于忽略了环境因素及其变化对水位观测精度的影响,可能获取不到高质量的水位观测数据,进而影响到海道测量成果的数据质量。在简要分析自容式压力验潮仪水位测量原理的基础上,利用数值计算方法,探讨了气压、密度和重力加速度变化对自容式压力验潮仪观测水位的影响规律,并提出了提高自容式压力验潮仪水位观测精度的一般改正方法。     

在霍利黑德对新一代水位测量系统,气泡式和浮子式验潮仪进行比测的情况

在霍利黑德对新一代水位测量系统、气泡式和浮子式验潮仪进行比测的情况（英国普劳德曼海洋研究所Ｊ．Ｍ．Ｖｓｓｉｅ等）１引言普劳德曼海洋研究所（ＰＯＬ）与其它许多海洋研究所一样，对精确测量海平面的工作很感兴趣。本报告中描述的现场经验是以与美国国家海洋测量局...     

在ITRF下建立与统一卫星测高定标场的高程基准

针对卫星测高定标场中地面设备的高程基准相互独立的问题,选定ITRF参考框架进行高程基准的建立与统一。介绍了通过沿岸GPS参考站建立ITRF2008下的高程基准,以及分别利用水准仪和GPS浮标将验潮仪、海洋学阵列的高程基准进行统一的方法。在为期4天的静水试验中,将验潮仪、GPS浮标的高程基准统一到ITRF2008下,两种设备不同时段对水位测量差值的不确定性在3mm量级,初步验证了利用本文方法能够实现高程基准的有效统一。     

潮汐测量标准装置系统设计

为使仪器检测能力满足海洋观测业务发展对潮位测量仪器性能的要求,结合各类验潮仪的检定规程,设计潮汐测量标准装置,应用先进的电气控制技术进行水位精准控制和潮汐模拟,实现仪器定点值测量和动态响应测试,通过图像识别软件实现水位和标尺动态识别,提高标准值的精确度,并集成远程控制功能,提升仪器检测效率,使装置能对潮位测量仪器开展完善合理且高效的检测,从而进行全面系统的仪器性能评价。     

TideMaster验潮仪观测实验分析

通过对两台TideMaster验潮仪实际观测数据的分析,验证了该验潮仪能够达到标称测量精度,且其观测值的中误差优于0.5mm。与人工水尺验潮数据相比较,结果表明,TideMaster验潮仪的测量灵敏度及效率更高,并对使用过程中影响测深精度的因素以及消弱误差的方法进行分析。     

三种验潮方法水位观测性能比较与统计分析

水尺、压力式验潮仪与验潮井验潮仪是海道测量水位控制和水位观测的主要手段。通过6日6个时间段的同步比对试验，计算了三种方法获取水位观测数据之间的潮时差和潮高差，分析了三种观测手段的水位观测性能以及产生差值的可能原因，提出了使用方法的建议。     

海底地形测量成果的质量检核评估(三):自容式压力验潮仪数据的精密处理

水位控制是海底地形测量资料处理的重要技术环节之一,潮汐观测数据质量控制则是提高水位改正精度的关键。针对当前自容式压力验潮仪使用中经常会遇到的潮汐观测数据缺失、波浪扰动影响等技术难题以及海水密度精密改正、基准面传递确定等技术需求,开展了相关理论方法研究并开发了较实用的潮汐数据处理模块。结果表明,经多个环节的精密处理后潮汐观测数据精度提高明显,适用于海底地形测量水位改正及其他海洋工程应用。     

潮汐测量与验潮技术的发展

潮汐是由各天体作用于地球上的引潮力所产生，不仅海洋中有潮汐，大气圈和地球固体部分也同样存在着潮汐。海道测量中的潮汐测量仅指海洋潮汐测量仅指海洋潮汐测量，潮汐测量的手段很多，主要包括采用水尺；浮子式、引压钟式、声学式、压力式验潮仪验潮。而GPS验潮及潮汐遥感测量等技术研究国内外正在开展。所有这些验潮技术各有自己的特点。     

一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法

针对在海洋水深测量或海底地形测量中,部分距岸较远测量区域的水位改正问题,提出一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法,通过对船载GNSS测高数据进行波浪滤波及吃水改正,计算得到反映水位变化的大地高,然后采用最小二乘拟合法,计算测区大地高水位与单验潮站水位的基准面偏差,统一GNSS大地高水位与岸边验潮站基准,从而对测区水深数据进行水位改正。实验表明,该方法可达到厘米级的水位改正精度,满足相关测量规范要求,具有一定的应用价值。     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。     

基于半参数模型的水位数据预处理方法研究

为消除压力式验潮仪数据因误差而存在的抖动现象,提出了利用半参数模型对水位数据进行预处理的方法。研究了半参数模型在水位预处理中的具体实现方法,并对处理后的数据在应用方面进行了数据实验。实验表明,半参数模型既能够剔除不合理观测噪点,又能够高精度拟合观测水位,利用处理后的数据确定的余水位以及潮汐比较参数更具备合理性,精度得到了提高。     

远海航渡式水深测量水位改正方法研究

针对远海航渡式水深测量作业中的潮汐改正难题,基于全球潮汐场DTU10模型及GPS无验潮测深两种改正模式,通过潮汐场预报精度评估、验潮站实测数据比对分析以及GPS大地高计算潮汐值等多种手段,开展了大范围、长时段、单测线情况下水深测量水位改正研究,形成了一套适用性强的航渡水深测量水位改正方法与流程,为面向全球的海洋水深测量资料处理提供了潮汐、垂直基准和水位归算的方法和技术支持。     

海洋潮位推算在水深测量中的应用

研究了用于海洋水深测量的天文潮加余潮水位订正方法，在沿岸测量中得到验证，数值精度符合测量标准要求。研究的主要内容包括：利用已有潮波的数值计算结果，分析网格点主要分潮的调和常数；利用相关的长期验潮站资料，分析所有分潮的调和常数，修正测量海域的数值计算结果，确定各网格点内的理论最低潮面；内插计算并扩展任意点主要分潮调和常数，推算该点的瞬时天文潮位，并利用长期验潮站观测数据推算任意点余水位，二者相加得出给定时刻的潮位。     

海道测量中跳变水位和缺失水位的补救方法

基于余水位的配置模型,通过潮汐调和分析,利用已知长期验潮站余水位结合临近短期验潮站天文潮位来恢复短期站的实际水位,并对其进行误差分析,证明基于余水位进行推算未知验潮站潮位的可行性与实用性。为了保证验潮仪采集数据的精确度,基于日(月)平均海面在较大的空间尺度内有较强的相关性这一原理,对短期验潮站验潮仪零点漂移进行检测,并对其进行误差分析。     

基于双差动态定位的近实时潮位变化反演

基于GAMIT TRACK双差动态定位模块计算海洋潮汐.将不同基线组合下的计算结果分别与压力式验潮仪记录值比对,验证该方法的可行性和适应性;比较不同星历和基线组合的结果,得出在150km基线以内,采用IGS最终星历得到的潮位变化结果精度最高,但不具备实时性;超快速星历结果精度稍次之,可以用于实时GPS验潮;广播星历结果...     

港外水域虚拟验潮站水位推算研究

港口航道图测绘期间出于潮位控制的需要,除了利用长期验潮站外需要另设其他短期/临时验潮站。如何深入利用常设短期验潮站积累的历史水位资料以有效减少验潮工作量,已成为海洋测绘实践需解决的现实课题。基于港口长期验潮站与常设短期验潮站的历史同步实测水位资料,采用潮汐差分订正与余水位传递技术,实现了一种精度可靠的港外水域虚拟验潮站水位恢复方法。归纳了港口短期验潮站进行潮汐差分订正的适用条件,列出了采用该种虚拟水位技术恢复水位方法的计算步骤。实例验证及精度评估表明,经潮汐差分订正后的虚拟验潮站采用“天文潮位+邻近验潮站传递余水位法”恢复水位的推算精度,可以满足相关技术规范要求。     

同步验潮法在刘公岛跨海高程传递中的应用

阐述了短期同步验潮法在跨海高程传递测量中的基本原理与应用,通过试验介绍了短期同步验潮法传递高程的实施流程与数据处理。根据短期同步验潮法在山东省刘公岛跨海高程传递测量中的试验,结果表明,在短距离跨海时,短期同步验潮法能达到三等以上水准测量精度要求。     

美国新一代水位测量系统（NGWLMS）的技术特点评述

NGWLMS是美国SUTRON公司为美国国家海洋调查局研制的新一代水位测量系统。它采用了新的声学水位测量技术、先进的数据采集处理装置和可靠的现场使用保证措施,成为在水位和海气参数自动测量仪器领域中最新的产品,本文对该系统的主要技术特点进行了评述,以期对我们新仪器设备的研制有所借鉴。     

一种新型无人船海洋水深测量技术

在海洋测深中，由于波浪和潮汐的影响，调查船或无人船所测量的瞬时水深不能直接作为海图水深。本文提出了一种新型的无人船海洋水深测量技术，以评估搭载RTK和单波束测深仪的无人船用于海洋水深测量的潜能。首先，使用无人船所搭载RTK的厘米级精度高程数据，通过低通滤波剔除波浪信息，而获得海平面高程。然后，基于潮汐表和无人船海平面高程，构建了一种参考椭球面和海图的两个基准面之差的获取方法；在常规的海洋调查中，该基准面差通常需要由长期的验潮获得。最后，利用海图基准和无人船测量的瞬时水深的转换关系，计算出海图水深。在海南省蜈支洲岛周边海域，利用自研发的无人船“USBV”开展了相关海上实验，以验证所提出的技术方法。实验结果验证了该无人船海洋水深测量技术。     

声学波潮仪波浪测量要素的试验分析

坐底式声学波潮仪采用遥测方法进行表层波浪测量,不干扰波浪场,测量准确度高。现有国产声学波潮仪只具备波高、波周期和潮汐测量能力,欠缺波向测量功能。针对仪器国产化需求,研制一种新型坐底式波潮仪,可同时测量波高、波周期、波向、潮汐和温度,是一种先进的海洋监测设备。本文采用基于多向不规则波的仿真模型对比声学波潮仪和诺泰克浪龙的方向谱反演能力,2019年3月在山东省海洋环境监测技术重点试验室下属岸边试验站进行比测试验,比测仪器为挪威诺泰克浪龙,实测数据分析表明,声学波潮仪和诺泰克浪龙总体上吻合好,验证了声学波潮仪的波浪测量准确性。