连续深度基准面构建及通航水深服务模式研究

通航水深是船舶在某时段沿着一定航线通过特定区域的最浅水深，对船舶的安全航行具有重要意义。海图测绘时将水深归算至深度基准面，由验潮资料求得，而潮汐值是通过临近区域发布的潮汐表来进行推算，由此获得的通航水深精度不 高，且不同港区之间采用深度基准不统一，所以无法为船舶提供精确、连续的通航水深。本文提出了一种基于高精度 GNSS的通航水深测量方法，直接测量海底高程，通过精密数值模型模拟海面高程，由此获得通航水深，并提出了实时通航水深的应用模式。为了建立与陆地地形相衔接的海底地形模型，以 CGCS2000 参考椭球面为垂直参考基准面，深度基准面采用 POM（Princeton Ocean Model） 模式进行潮波数值模拟的方法构建。实验结果显示：数值模型精度较高，构建的深度基准面误差在5 cm 以内。本文提出的方法改变了传统的通航水深测量及服务模式，提供高效率、高精度通航水深、海图水深数据，可为船舶用户提供实时动态水深服务。     

内陆湖泊水深测量深度基准面确定原则探讨

本文旨在将深度基准面思想引入内陆湖泊水深测量,实现湖泊"海图"的制作。本文结合实际工程案例,介绍了内陆湖泊基准面确定原则及水深归算方法,在湖区水深图可读性、实用性、船舶航行安全性及湖区水域监管方面具有重要意义。     

基于不同水位观测时长下的深度基准面精度分析

深度基准面是海图水深的起算面,其精度直接影响着真实水深的精度.《海道测量规范》中对深度基准的求解方法进行了规定,但是未对其求解精度进行要求.因此本文采用我国10个验潮站19a间水位观测数据,分析了各站点不同水位观测时长求解的平均海面精度和深度基准精度,实验结果表明,对于港航区域重要长期验潮站,海图深度基准的设定应该采用基于多年平均海面的深度基准结果:对于短期验潮站来说,基于多年平均海面、年平均海面和转测邻近长期站平均海面三者得到的月深度基准精度大概在5-20cm,且三者之间差别不大.     

高程基准与海图水深趋算面问题研究

我国的高程基准采用"1985国家高程基准".为保证航行安全,我国海图图载水深的起算面为理论最低潮面(理论深度基准面).本文根据两者的不足之处,有针对性地提出了改进的方法,提出了统一高程基准与测深基准的设想.     

高程基准与海图水深起算面问题研究

我国的高程基准采用“1985国家高程基准”。为保证航行安全,我国海图图载水深的起算面为理论最低潮面(理论深度基准面)。本文根据两者的不足之处,有针对性地提出了改进的方法,提出了统一高程基准与测深基准的设想。     

基于航海应用的海图数据库比例尺分级研究

介绍了我国海图生产现状及基于数据库的海图制图技术,针对以航海图生产为主要目的的海图数据库建设中的比例尺分级问题,依据统一的样本海图选择原则,计算海部要素载负量,计算结果表明,海图载负量数值受地形、人为等因素影响大。定义一个全水深的理想海部区域,通过确定水深注记间距和载负量之间的关系、参考现有海图水深注记最小间距值和航海应用对海图比例尺分级的需求等因素,最终确定了海图数据库比例尺分级方案。     

合理基准变换改进海图水深精度的方法研究

在海图深度基准面不一致的情况下,使用制图资料标绘新海图图载水深数字,或者由海图确定实际水深数值时,需要准确把握制图资料、新旧海图和潮汐起算面的深度基准关系。通过分析现有海图深度基准存在的问题,对不同海图深度基准面之间的关系及其数值的查实与确定进行了研究,并针对海图深度基准面实际应用和研究的状况,提出了合理基准变换改算水深数据的方法。实际应用表明,该方法可将图载水深改算到同一深度基准面,对于改进海图水深数据精度具有积极意义。     

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。     

数字海图水深的自动综合探讨

海图上的水深具有以点代面的特殊性质,不仅是影响载负量的关键,而且水深点的不同形态和密度又是海底地形特征的反映。因而,只有经过海底地形特征的识别,同时参照海底地形的综合原则,才能实现水深综合的自动化。     

测线间非采样点水深值的平滑效应研究

为了表述和评价水深原图及海图水深数据对海底地形的表征能力,引入了水深插值平滑效应新概念,分析了航海图海道测量及海图编辑综合的水深数据选取特性,给出了测线间水深插值平滑效应的评价指标和方法,并进行了实例统计计算,计算结果表明了方法的可行性和有效性。     

一种建立局域无缝海图深度基准面的方法

根据海洋测绘中垂直基准构建的需求,提出了一种基于主成分-逐步回归分析的建立局域无缝海图深度基准面的方法。在此基础上,利用中国某海区多个验潮站深度基准面值及分潮调和常数振幅,建立了该海区局域无缝深度基准面值回归方程。实例计算表明,该方法所建立的局域海区无缝海图深度基准面值能够达到厘米级精度,可为海图深度基准面体系的重新构建提供技术支持。     

我国海域无缝垂直基准面的选择

介绍了椭球面、大地水准面、平均海面和海图深度基准面的定义。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,及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。     

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。     

深度基准面的最低潮意义不一致性问题分析

因资料时长、算法实现等差异,长期验潮站的深度基准面L值存在最低潮意义不一致问题。通过对北方海区长期站的算法实现考证,表明最低潮意义不一致是普遍现象。从三个层次提出了解决方案:(1)对于一般测量作业单位,以不同传递方法的结果判断最低潮意义一致性,以保持L值空间连续分布为原则取值;(2)对于基础海洋测绘管理部门,应构建全海域的深度基准面模型,作为基础数据集提供查询与内插的公众服务;(3)对于国家层面的多部门统筹,应统一深度基准面的历元与算法实现,建立基准维持与调整的长效机制。     

我国深度基准面不统一所带来的问题与对策

简述了深度基准面的概念，分析了海图深度基准面不统一造成的误差及其形成原因。针对海图深度基准面的使用现状，探讨了深度基准面不统一对海洋测绘成果应用的影响，提出了统一海图深度基准面的方案和建议。     

跨海高程基准传递方法及其精度研究

利用GPS水准法和同步改正法实现了跨海高程基准的传递。GPS传递结果与同步改正法传递结果相差3cm。结果表明,GPS结合大地水准面精化技术实现跨海高程基准传递省时省力、方便可靠。     

调和常数及深度基准面的变化与历元订正

分析和验证了黄海沿岸部分长期验潮站M2分潮振幅的线性变化趋势及深度基准面L值增大趋势,发现了长周期分潮调和常数不稳定性对深度基准面确定的影响。研究表明,在剥离了深度基准面变化趋势后,由年观测数据分析结果确定的深度基准面可达到厘米级的精度水平,而由月分析结果确定的深度基准面存在周期性变化,其深度基准面不宜直接计算确定。论证了对潮汐调和常数附加历元信息的必要性和基本方案。通过研究得出对统一深度基准建立的指导性结论。