深度基准传递方法的比较与验潮站网基准的综合确定

分析了深度基准确定的不同方法及由此产生的理论最低潮面含义不一致性。重点比较研究了在长期站基准值的控制下,传递确定短期和临时验潮站深度基准的多种技术方法。以某水深测量工程实例对测区验潮站网深度基准值的统一、协调确定进行了示范论证。得出的基本结论是:在当今深度基准基础框架不完备的现实条件下,水深测量工程区域的深度基准应由所布设的短期和临时验潮站与测区及附近长期验潮站组网确定。确定方法应尽量利用实际观测信息,依据潮差比或略最低潮面比等不同方法传递,并依据规定的限差指标检核。示范实例的计算表明,由不同基准站、不同方法传递确定同一短期验潮站深度基准值的差异可控制在10cm以内。     

临时验潮站深度基准面确定技术的改进

在临时验潮站深度基准面的传递推估中加入时间性的要求，再将潮差比法确定的深度基准面经同步改正，有效地提高了深度基准面的传递精度，并给出了评定其精度的可行方法。     

基于验潮站组网的深度基准面确定

分析了短期和临时验潮站深度基准确定的不统一性。重点研究了以长期验潮站作为控制,将验潮站组网传递确定深度基准面的方法,具体阐述了最小二乘拟合求取潮差比与平差方法求取深度基准值的计算方法与原理。利用仿真实验与实例计算论证了该方法的合理与可靠性。得出的结论是:在海道测量作业海域,基于验潮站组网确定深度基准可以达到理想的精度,且获得含义统一的深度基准面。     

利用半参数模型估计确定验潮组网的深度基准面

深度基准面的确定是进行海洋测量的基础,准确确定深度基准面是进行海洋测量的有效前提。提出了一种将CORS技术与验潮组网技术进行结合的新传递深度基准面的方法,实现长、短期验潮站同步验潮实现深度基准面的增强传递;提出了采用半参数模型理论来求取潮差比的计算方法;具体阐述了验潮组网通过间接平差求取短期验潮站的深度基准面的计算方法,减少了验潮测量的人力投入,计算潮差比时考虑了系统误差的影响,计算短期验潮站时考虑了观测误差对深度基准面传递的影响。     

利用差分订正求取中期验潮站海图深度基准面的研究

针对中期验潮站因观测时间较短而导致所得调和常数不稳定的实际,对中期验潮站海图深度基准面的确定方法进行了理论研究。分析了海道测量规范中求取海图深度基准面的方法;提出了一种利用差分订正来求取中期验潮站海图深度基准面的方法;并与《海道测量规范》及最小二乘拟和传递法两种方法进行了理论和实例对比分析。研究结果表明,差分订正方法用于确定中期验潮站海图深度基准面,具有更高的精度。     

中国南海北部海图深度基准面换算关系的研究

中国南海北部不同时期的海图采用的深度基准面不一样,深度基准面的多样性使的不同时期所计算的深度基准面数值不具有统一性,无法充分利用诸多历史海图资料,有必要了解历史海图深度基准面之间的关系。针对中国南海北部,利用多年实测潮位资料进行调和分析并根据调和常数计算验潮站的深度基准面,获得中国南海北部14个验潮站的深度基准面值,探讨了不同深度基准面之间的换算关系,研究表明最低低潮面不适合日潮海区,理论最低潮面与略最低潮面之间平均间距为18cm,理论最低潮面与最低天文潮面除厦门、三亚外两者平均差距达到1.88cm,具有近似一致性。     

长江口海图深度基准面换算关系研究

长江口不同时期的海图采用的深度基准面不一样 ,为充分利用诸多历史海图资料 ,需要了解历史海图深度基准面之间的关系。本文介绍了海图理论深度基准面 (前苏联弗拉基米斯基的低潮面 )的推算方法 ,用Matlab语言实现了对海图理论深度基准面的人机交互式计算。利用 1977年实测潮位资料计算获得的调和常数 ,计算了长江口 10个验潮站的深度基准面 ,探讨了不同深度基准面之间的换算关系     

黄河水下三角洲前沿深度基准面及潮位变化分析研究

黄河三角洲前沿的陆地由于受地面沉降的影响,使地面高程不断发生变化.在水深测量中,深度基准面是根据陆地水准点高程确定的,陆地水准点高程的变化影响深度基准面的确定,从而影响水深测量的准确性.又由于黄河海港附近有一无潮点,其附近的潮汐性质变化大,在黄河三角洲前沿大范围水深测量中,根据测区潮位变化设立足够的验潮站及统一各个验潮站的水尺零点到同一个深度基准面上,是保证水深测量结果可靠的关键.通过黄河三角洲前沿陆地高程的变化和验潮获得的资料,介绍了黄河三角洲前沿深度基准面的变化和潮位变化情况.     

中国北方四省市邻近海域深度基准面模型的构建

通过两步构建了覆盖中国北方四省市邻近海域、分辨率为1′×1′的深度基准面模型。首先以精密潮汐模型为基础,由理论最低潮面的定义算法构建了初步模型;其次设计了以略最低低潮面传递法为基础的订正算法,由历年测绘海图所用的179个验潮站L值,对初步模型实施订正,构建了成果模型。43个长期验潮站评估表明,初步模型的中误差为5.4cm。空间分布密集的验潮站点将深度基准面模型归化至海图的深度基准系统,达到了工程实用的要求。     

基于潮汐模型进行水位控制方案设计探讨

探讨了水位控制的精度要求以及目前水位控制方案设计的不足,提出了利用潮汐模型设计水位控制方案的方法;以自编的软件CNTideGets为工具,对虚拟的一个测区内设立虚拟验潮站,利用潮汐模型计算各个虚拟站的深度基准面、预报15天的潮汐资料,然后计算出各个虚拟站之间的潮时差、同时间最大潮高差以及同相位潮差中误差并绘制成图,以此为依据设计测区水位控制方案;对水位控制精度和利用潮汐模型设计水位控制方案提出了建议。     

山东邻海长周期分潮对深度基准面的影响分析

利用潮汐模型NAO.99Jb和FES2014确定了山东邻海的深度基准面模型并对其精度进行了评估,结果表明,NAO.99Jb模型确定的深度基准值L10的中误差为23.28 cm,FES2014模型确定的深度基准值L13的中误差为34.37 cm,长周期分潮的相对误差过大导致加入长周期分潮改正项后深度基准值中误差分别增大了11.04 cm和12.38 cm,较其他分潮对深度基准值精度的影响更明显,所以基于潮汐模型构建深度基准面模型时,长周期分潮部分必须加入实测数据改正。进一步采用山东邻海13个长期验潮站实测数据,定量地分析了长周期分潮对深度基准面确定的影响,结果表明,长周期分潮改正项的量值介于13.89~22.39 cm,平均改正值为18.03 cm,在深度基准值中占比达到15.15%。因此,长周期分潮改正对深度基准面的精确确定研究贡献较大,准确的长周期分潮模型是构建高精度深度基准面模型的基础。     

东印度洋海域最优深度基准面模型构建

利用东印度洋海域周边长期验潮站实测数据、TOPEX/Poseidon等系列卫星测高反演结果,评估了DTU10,EOT11a,FES2014,GOT4.8,OSU12和TPXO8六种全球潮汐模型精度,根据卫星测高结果给出了浅水分潮改正量和长周期分潮改正量的经验模型,又在此基础上分析并构建了研究区域精度最优的深度基准面模型。考虑到全球潮汐模型在近岸的影响因素及验潮站位置,将13个验潮站分成开阔海域与近海海域两类,与潮汐模型的对比,结果表明,DTU10和FES2014模型分别在开阔海域和近海海域精度最优。根据潮汐模型在不同分潮处的精度,如EOT11a模型在O1和K1分潮处精度较高,DTU10在N2,M2,S2和K2分潮处精度较高等,分别构建了开阔海域与近海海域的组合深度基准面模型,计算得知误差分别为11.33和20.95 cm,其精度显著提高。     

基于高精度GNSS定位解算及姿态数据获取潮位研究

文中基于GNSS高精度定位解算成果中的高程数据,利用测船航行过程中实时采集的姿态数据进行涌浪补偿,并根据船舶每天的吃水变化将GNSS天线高调整为瞬时水面高;通过相邻水位站的比对获取GNSS高程与深度基准面的高差,对获取的瞬时水面高进行基准面变换,得到基于深度基准面的潮位值。针对以上技术路线进行了研究,并在工程中进行了验证,成果统计数据证明,提取的潮位满足规范要求,可在实践中应用推广。     

潮汐调和分析与应用研究

基于长江口外鸡骨礁、绿华山潮位站多年实测潮汐资料,开展潮汐调和分析与应用研究。采用最小二乘法计算调和常数,研究不同分潮组合及不同资料长度对调和分析结果的影响。采用规范法及直接预报法计算深度基准面,并分析计算结果。采用余水位订正方法推算潮位,并进行精度验证。结果表明:调和分析精度随分潮个数的增加而提高;采用年实测潮汐资料调和分析的精度总体高于采用多年实测潮汐资料调和分析的精度;采用预报年份相邻的年实测潮汐资料进行潮汐预报精度较高;理论最低潮面计算值,规范法较直接预报法偏小。基于绿华山站与鸡骨礁站实测资料进行余水位推算验证,精度基本满足实用要求。     

东海北部1个潜标连续观测站的潮流垂向特征分析

采用调和分析方法对东海北部海区1个坐底式潜标连续观测的近两个半月的海流数据进行分析,研究了该站点的潮流空间结构特征以及余流信息。调和分析结果表明,该点以半日潮流为主,潮流类型在40 m以上属不规则半日潮流,40 m以下则属规则半日潮流;该海区的潮流以顺时针旋转为主,潮流量值占海流的比率随深度递增,潮流椭圆要素存在明显的垂向变化。本文研究有助于了解该站点潮流的垂直变化特点,并为潮流数值模拟提供校验依据。     

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。     

珠江口现行潮汐基准面的质疑与探讨

详细分析了珠江口水域现行潮汐基准面存在的若干问题，利用珠江口水文信息系统的长期验潮站资料对潮汐基准面进行了计算和精度分析，获得了科学的、合理的潮汐基准面资料，最后提出了进行专题分析评估现行潮汐基准面资料科学性和合理性的建议。     

中国沿岸验潮站潮汐调和常数的精度评估

论证了验潮站潮汐调和常数的精度指标与精度评估方法,对中国沿岸有代表性的长期验潮站分别按年、月调和分析结果序列进行了调和常数的精度统计计算。结果表明,对于面向开阔海域的验潮站,由年观测资料分析的主要分潮振幅具有毫米级精度,月分析结果具有厘米级精度。而分布于黄海、东海沿岸和北部湾的验潮站,由年、月观测序列求得的调和常数均存在较大量级的趋势性或周期性变化成分。为海图深度基准面计算和潮汐模型精度评价的需要,对调和常数实施修正和规定参考历元是必要的。