无验潮模式下的GPS水下地形测量技术

传统的水下地形测量模式定型于利用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水底点的深度,附之以瞬时潮位资料,获得点位的高程。这种模式在上述条件具备的情况下,可取得完满的结果。但当验潮条件不具备时,该模式将不能获得测点的高程。为了弥补这一缺陷,简化工作流程,提高水下地形测量的精度,本文提出了一种无验潮模式下的水下地形测量思想,该思想不用专门测定潮位,而直接利用GPS的RTK测量技术,辅之以姿态测量和补偿,从而获得高精度的水底点高程。该方法被验证是正确的,希望进一步推广应用。     

无验潮模式水下地形测量技术的研究

传统的水下地形测量模式定型于利用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水底点的深度,附之以瞬时潮位资料,获得点位的高程.这种模式在上述条件具备的情况下,可取得完满的结果.但当验潮条件不具备时,该模式将不能获得测点的高程.为了弥补这一缺陷,简化工作流程,提高水下地形测量的精度,本文提出了一种无验潮模式下的水下地形测量思想,该思想不用专门测定潮位,而直接利用GPS的RTK测量技术,辅之以姿态测量和补偿,从而获得高精度的水底点高程.该方法被验证是正确的,希望进一步的推广应用.     

利用GPS在无验潮模式下进行江河水下地形测量

提出了一种无验潮模式下的水下地形测量方法，该方法不用专门测定潮位，而直接利用GPS的PTK测量技术，辅之以姿态测量和补偿，从而获得高精度的水底点高程。     

网络RTK支持下的无验潮水深测量方法及其应用

现有水深测量设备已具有很高的精度,但船只动态吃水、涌浪、潮位等因素影响垂直方向的精度,制约了水深测量精度的提高。本文提出了一种基于网络RTK的无验潮水深测量方法,通过对网络RTK定位结果进行高程异常修正,无需水位数据直接得到水底高程。通过江面试验与传统有验潮作业模式进行水位对比,结果表明,本文提出的方法有效消除了船只动态吃水及涌浪等因素对测深结果的影响,显著提高了水深测量精度,具有工程普及应用价值。     

无验潮水深测量测深精度分析及检验

无验潮水深测量是利用RTK(real-time kinematic)测得的GPS天线精确的三维坐标确定定位点的平面位置,RTK高程结合由测深仪同步测得的水底点水深值换算出同一平面位置上定位点的水下高程或水深值.无验潮水深测量具有工作效率高,省工省时等特点.本文对无验潮及验潮水深测量方式的原理进行了介绍,对无验潮水深测量...     

无验潮模式水下地形测量的水位改正方法

采用无验潮模式进行水下地形测量时,定位信号不稳定会导致水位值出现异常。本文对起伏较小的沙滩区域单波束测深数据的水位值与水深值特征进行分析,研究水位值跳变的规律。对水位值与水深值进行相关性分析,采用傅里叶拟合的方法对异常段的水深数据进行拟合,根据水位值与水深值之间相关的特性,利用拟合函数对异常段的水位值进行改正。通过实例验证,该方法能够有效解决信号不稳定导致的水位异常,提高水下地形测量的高程精度。     

利用水位修正模型精化潮位数值模拟

利用海洋动力模式FVCOM（finite volume coast and ocean model）模式建立了高分辨率的海州湾及其外海域潮汐数值模型,提取了整个场内各个网格点上天文潮位值的时间序列。利用该区域内分布的5个验潮站资料提取水位修正模型,对场内的网格点进行水位修正,得到高精度的格点水位时间序列,然后对修正前后的水位值进行比较。结果表明,基于水位修正后的潮位数值模拟结果水位精度提高了10 cm左右。     

GPS-RTK与测深技术在水下地形测量中的应用

简要介绍了利用GPS-RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本作业步骤,并通过工程实例说明无验潮和传统验潮两种模式下取得的水深测量数据均能满足相关规范要求。     

精密单点定位在无验潮水深测量中的应用

为解决传统的RTK无验潮水深测量方法存在的诸多不足,提出了利用精密单点定位技术应用于无验潮水深测量的作业方法。利用长江南京段测量数据,对比经精密单点定位技术得到的航基面与传统验潮站的水位,99.7%的测点水位偏差在20cm内,满足水深测量的精度要求。测试结果表明:基于精密单点定位技术的水深测量方法无需验潮,通过测定换能器的垂直综合动态效应,明显改善了测深精度,不仅其测深精度达到了行业标准的要求,而且有效解决了传统的无验潮水深测量方法受作业半径限制的不足。     

GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用

介绍了GPS无验潮多波束水下地形测量的基本原理及方法要点。以琼州海峡跨海通道工程水下地形测量为例,对GPS潮位修正及多波束水深测量结果进行了分析。结果表明,综合运用GPS RTK和多波束测深技术进行宽水域水下地形测绘,可有效提高测量精度和工作效率。     

大亚湾水域水位控制实施与精度评估

本文结合海图基本测量实例,总结了水位数据预处理、基准面确定、水位精度评估等实施步骤及技术细节。余水位同步变化曲线与精度评估结果能直观、严谨地确定余水位强相关验潮站。经严密论证,在大亚湾海域应用基于余水位监控与潮汐模型的水位改正法,能满足水深测量精度,符合相关规范要求,可替代传统水位改正方法,优化验潮站布设方案,减少验潮站数量。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

利用经优化的边界条件开展黄海海州湾潮汐场模拟

受海底地形、开边界驱动水位及底摩擦系数等边界条件的共同影响,当前中国沿岸和近海潮汐场模拟的精度仍显不足。利用精度和分辨率较海图高一级别的水深数据、包含长周期天文气象分潮Sa的由12个主分潮组成的开边界驱动水位及顾及水深空间变化的底摩擦系数等经优化的边界条件,运行二维潮汐数值模式2D-MIKE21,开展黄海海州湾潮汐场模拟。结果表明,天文潮模拟值与海州湾周边6个验潮站1年潮汐表相比,12个主分潮综合预报误差为5.52 cm;与中国海域现有潮汐模型CST1中24个随机点位相比,12个主分潮综合预报误差为7.10 cm。天文潮模拟值和CST1预报值二者与海州湾周边2个验潮站近1个月实测值相比,前者中误差要小于后者。这为在沿岸及近海开展面向海洋测绘应用的潮汐场模拟提供了新思路,同时也表明通过数值模拟的方式构建天文气象分潮Sa是可行的。     

远海实时GPS潮汐的实时精密单点定位观测

针对传统事后精密单点定位技术的时间延迟问题,该文基于IGS RTS实时数据流产品,开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究.对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了RT-PPP的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析.结果表明:①以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,RTS实时精密卫星轨道在X、y、Z方向的精度(RMS)均优于3 cm,卫星钟差的精度优于0.15 ns;②采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息.在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20 cm,RMS达到7.5 cm.     

实时精密单点定位的远海实时GPS潮汐观测

针对IGS实时数据流产品,该文开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究。对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了实时精密单点定位的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析。结果表明:以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,实时数据流产品实时精密卫星轨道在X、Y、Z方向的精度均优于3cm,卫星钟差的精度优于0.15ns;采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息。在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20cm,RMS达到7.5cm。     

利用曲面求交提取低潮线的方法

针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状,提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先,在顾及潮滩带状分布特点的基础上,采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型;然后,综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值,采用TCARI (the tidal constituent and residual interpolation)方法,构建曲面形态（连续无缝）的沿岸低潮面模型;最后,对所构的两个模型进行曲面求交,提取沿岸低潮线。试验结果表明,当提取低潮线的区域较大时,所提方法能明显提高低潮线的提取精度。     

水位改正的天文潮时差方法

针对传统时差法水位改正按距离内插计算的潮时差可能与实际情况存在较大差异，进而影响水位改正效果的问题，提出利用天文潮直接计算站间潮时差实施水位改正的方法，研究了我国沿海部分验潮站天文潮与实测水位之间潮时系统的差异与变化性质，并分析了不同分潮选择下确定的天文潮对站间潮时差计算值的影响量级。利用黄海沿岸与北部湾的验潮站设计了天文潮时差水位改正试验，比较了传统时差法与天文潮时差方法的效果。试验和分析表明，利用天文潮计算潮时差比传统时差法更接近实测潮时差，且8分潮水位改正结果的中误差控制在5 cm以内，比传统时差法的水位改正精度提高了近一倍，实现了对传统方法的改进，证明了利用天文潮进行时差法水位改正的可行性。     

短潮位序列系统误差的探测及修复方法研究

提出了一种基于最小二乘潮位序列分段匹配方法。通过系统误差类型分析、分段段长确定、沉降发生具体时刻确定、系统误差类型探测和修复等算法研究,实现了临时潮位站潮位资料不同系统误差的准确探测和高精度修复。