海洋測(cè)繪基礎(chǔ)班講義.doc

海洋測(cè)繪基礎(chǔ)知識(shí)班概述根據(jù)注冊(cè)測(cè)繪師資格考試大綱海洋測(cè)繪考試基本要求，海洋測(cè)繪分為四個(gè)部分：(1)海洋測(cè)繪內(nèi)容(2)水下地形測(cè)量(3)海洋垂直基準(zhǔn)(4)成果呈現(xiàn)分析第一章 海洋測(cè)繪內(nèi)容【內(nèi)容輔導(dǎo)】根據(jù)工程要求按海洋測(cè)繪進(jìn)行項(xiàng)目分類，依據(jù)項(xiàng)目分類，選擇測(cè)量方法，制定測(cè)量方案。包括：海洋測(cè)繪的內(nèi)容; 采用的儀器設(shè)備; 作業(yè)方式和方法; 參考規(guī)范; 項(xiàng)目實(shí)施方案?！镜厍虮砻妗?【海洋的重要性】海洋面積占地球面積的70%，海洋是人類的生命搖藍(lán)、現(xiàn)代社會(huì)的交通要道，也是地球上的資源寶庫(kù)。我國(guó)東、南面有長(zhǎng)達(dá)1 .8萬(wàn)公里的海岸線，與之相鄰有渤海、黃海、東海和南海。按照聯(lián)合國(guó)海洋法公約，應(yīng)歸我國(guó)管轄的內(nèi)水、鄰海、大陸架、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的面積約有300多萬(wàn)平方公里。島嶼6500個(gè)，還擁有許多優(yōu)良港灣。1.1 海洋測(cè)繪研究海洋定位、測(cè)定海洋大地水準(zhǔn)面和平均海水面、海底和海水面地形、海洋重力、磁力、海洋環(huán)境等自然和社會(huì)信息的地理分布及編制各種海圖的理論和技術(shù)。(1)海洋測(cè)繪的對(duì)象盡管大海一片汪洋，但海洋是由各種要素組成的綜合體，因此海洋測(cè)繪的對(duì)象可以分解成兩大類，就是自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象。 自然現(xiàn)象自然界客觀存在的各種現(xiàn)象。如曲曲折折的海岸，起伏不平的海底，動(dòng)蕩不定的海水，風(fēng)云多變的海洋上空。用科學(xué)名詞來(lái)說(shuō)，就是海岸和海底地形，海洋水文和海洋氣象?？梢苑纸獬筛鞣N要素，如海岸和海底的地貌起伏形態(tài)、物質(zhì)組成、地質(zhì)構(gòu)造、重力異常和地磁要素、礁石等天然地物，海水溫度、鹽度、密度、透明度、水色、波浪、海流，?？盏臍鉁亍鈮骸L(fēng)、云、降水，以及海洋資源狀況等。人文現(xiàn)象指經(jīng)過(guò)人工建設(shè)、人為設(shè)置或改造形成的現(xiàn)象。如岸邊的港口設(shè)施-碼頭、船塢、系船浮簡(jiǎn)、防波堤等，海中的各種平臺(tái)，航行標(biāo)志-燈塔、燈船、浮標(biāo)等，人為的各種沉物-沉船、水雷、飛機(jī)殘骸，捕魚(yú)的網(wǎng)、柵，專門設(shè)置的港界、軍事訓(xùn)練區(qū)、禁航區(qū)、行政界線-國(guó)界、省市界、領(lǐng)海線等，還有海洋生物養(yǎng)殖區(qū)。(2)海洋測(cè)繪的特點(diǎn)海洋測(cè)繪的對(duì)象是海洋，而海洋與陸地的最大差別是海底以上覆蓋著一層動(dòng)蕩不定的、深淺不同的、所含各類生物和無(wú)機(jī)物質(zhì)有很大區(qū)別的水體。在海洋水域沒(méi)有陸地那樣的水系、居民地、道路網(wǎng)等要素，除淺海區(qū)外，也沒(méi)有植被。海底地貌也比陸地地貌要簡(jiǎn)單得多，地貌單元巨大，很少有人類活動(dòng)的痕跡。但這并不是說(shuō)海洋測(cè)繪比陸地測(cè)繪要簡(jiǎn)單得多，相反，海洋測(cè)繪在許多方面比陸地測(cè)繪要困難。1.2 海洋測(cè)繪的任務(wù)與主要內(nèi)容根據(jù)海洋測(cè)繪工作的目的不同，可把海洋測(cè)繪任務(wù)劃分為科學(xué)性任務(wù)和實(shí)用性任務(wù)兩大類：(1)科學(xué)性任務(wù)為研究地球形狀提供更多的數(shù)據(jù)資料;為研究海底地質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供必要的資料為海洋環(huán)境研究工作提供測(cè)繪保障。(2)實(shí)用性任務(wù)主要是指對(duì)各種不同的海洋開(kāi)發(fā)工程，提供它們所需要的海洋測(cè)繪服務(wù)工作。主要包括：海洋自然資源的勘探離岸工程航運(yùn)、救援與航道近岸工程 漁業(yè)捕撈 海上劃界 其它海底工程(海底電纜、海底管道等)(3)海洋測(cè)繪的主要內(nèi)容海洋大地測(cè)量海洋工程測(cè)量水深測(cè)量及水下地形測(cè)量障礙物探測(cè)水文要素調(diào)查海洋重力測(cè)量海洋磁力測(cè)量海洋專題測(cè)量和海區(qū)資料調(diào)查各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版海洋地理信息的分析、處理及應(yīng)用1)海洋控制網(wǎng)測(cè)量和海底控制網(wǎng)測(cè)量海洋大地控制網(wǎng)布設(shè)和測(cè)量與以往所用的理論和原理相同;而海底控制點(diǎn)的布設(shè)一般使用3個(gè)或4個(gè)一組的應(yīng)答器通過(guò)聲學(xué)測(cè)量的方法建立海底控制。 2)海水面的測(cè)定包括海面形態(tài)的測(cè)定和平均海水面的確定。前者對(duì)海洋測(cè)量和海洋科學(xué)的研究有著重要意義，而后者卻對(duì)大地測(cè)量有著重要的意義。主要技術(shù)：潮位站驗(yàn)潮測(cè)量衛(wèi)星測(cè)高(SA) 3)海洋定位精確地確定海洋表面，海水中和海底各種標(biāo)志的位置稱為海洋定位。海洋定位主要采用天文定位、光學(xué)交會(huì)定位、慣性導(dǎo)航定位、地面無(wú)線電定位、GPS衛(wèi)星定位、聲學(xué)定位等方法。 4)海洋測(cè)深目前所用方法有：船載在航水深測(cè)量 單波束測(cè)量(單頻或雙頻) 多波束測(cè)量機(jī)載激光系統(tǒng) LIDAR衛(wèi)星遙感測(cè)深 一般采用回聲測(cè)深獲得深度。5)海底地貌及底質(zhì)測(cè)量海底地形測(cè)量是測(cè)量海底起伏形態(tài)和地物的工作。特點(diǎn)是測(cè)量?jī)?nèi)容多，精度要求高，顯示海底地物、地貌詳細(xì)。地貌測(cè)量多采用多波束、側(cè)掃聲納測(cè)量海底地質(zhì)探測(cè)是對(duì)海底表面及淺層沉積物性質(zhì)進(jìn)行的測(cè)量。底質(zhì)測(cè)量底質(zhì)采樣深層底質(zhì)測(cè)量淺底層剖面儀6)海洋水文測(cè)量獲取海洋溫度、鹽度、透明度、水色、潮汐、潮流等水文要素的測(cè)量。主要測(cè)量方法：溫度：表層溫度計(jì)、顛倒溫度計(jì)鹽度：通用的阿貝折射儀、多棱鏡差式折射儀、現(xiàn)場(chǎng)折射儀透明度：透明度儀、光度計(jì)潮汐：潮位站驗(yàn)潮潮流：流速流向儀、聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)7)障礙物探測(cè)確認(rèn)障礙物，探明其位置。主要測(cè)量方法：多波束側(cè)掃聲納磁力儀淺地層剖面儀其他探測(cè)設(shè)備8)海岸工程為海岸、海洋工程的穩(wěn)定性服務(wù)。主要包括：工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及形變監(jiān)測(cè)海床的穩(wěn)定性水文特征及其規(guī)律地形地貌特征底質(zhì)及地質(zhì)結(jié)構(gòu)9)海圖測(cè)繪海圖以海洋及其毗鄰的陸地為描繪對(duì)象的地圖，其描繪對(duì)象的主體是海洋。海圖的主要要素為海岸，海底地貌，航行障礙物，助航標(biāo)志，水文及各種界線。海圖是通過(guò)海圖編制完成的，作業(yè)過(guò)程通常分為編輯準(zhǔn)備、原圖編繪和出版準(zhǔn)備三個(gè)階段。10)海洋重力測(cè)量海洋重力測(cè)量是測(cè)量海區(qū)重力加速度的工作。主要目的：研究地球的形狀和內(nèi)部構(gòu)造、勘測(cè)海洋礦產(chǎn)資源和保證遠(yuǎn)程導(dǎo)彈發(fā)射提供海洋重力數(shù)據(jù)。海洋重力測(cè)量可分為：海底(沉箱式)重力測(cè)量船載重力測(cè)量機(jī)載重力測(cè)量衛(wèi)星重力測(cè)量11)海洋磁力測(cè)量海洋磁力測(cè)量是測(cè)定海上地磁要素的工作，是研究地球物理現(xiàn)象，海洋資源勘探以及海底宏觀地質(zhì)構(gòu)造的有力手段之一。主要目的：尋找與石油、天然氣有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造和研究海底的大地構(gòu)造。海洋磁力測(cè)量可為：船基在航磁力測(cè)量機(jī)載磁力測(cè)量衛(wèi)星磁力測(cè)量12)海洋地理信息系統(tǒng)(MGIS)MGIS的研究對(duì)象包括海底、水體、海表面及大氣及沿海人類活動(dòng)5個(gè)層面。一般GIS處理分析的對(duì)象大都是空間狀態(tài)或有限時(shí)刻的空間狀態(tài)的比較;MGIS則主要強(qiáng)調(diào)對(duì)時(shí)空過(guò)程的分析和處理，這是MGIS區(qū)別于一般GIS的最大特點(diǎn)。1.3 我國(guó)的海域狀況我國(guó)地處亞洲東部大陸，瀕臨西太平洋，東、南面與渤海、黃海、東海和南海相鄰，既是一個(gè)大陸國(guó)家，又是一個(gè)海洋大國(guó)。960萬(wàn)km2+300多萬(wàn)km2海洋國(guó)土中國(guó)的地理位置:位于北半球、亞洲東部、太平洋西岸，南北相距5500km，東西相距5000km北京：東經(jīng)11628，北緯3954 (1)海渤海：7.7萬(wàn)km2 ，最大深度70m，平均深度18m，油氣資源豐富。黃海：38萬(wàn)km2，最大深度140m，平均深度44m。東海：77萬(wàn)km2，最大深度2700m，平均深度370m，油氣資源豐富(長(zhǎng)江口)。南海：350萬(wàn)km2，最大深度5600m，平均深度1200m，油氣資源豐富(珠江口)。(2)島嶼6500多個(gè)東海占60%，南海占30%，渤海、黃海占10%臺(tái)灣、海南島面積3萬(wàn)km2，其余均2000km2最南端-南沙群島的曾母暗沙島1.4 參考規(guī)范和項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)(1)參考規(guī)范: 參考一般測(cè)量規(guī)范包括：GB/T18314-2001全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范GB12898-91國(guó)家三、四等水準(zhǔn)則量規(guī)范JTJ203-2001水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范GB12327-1998海道測(cè)量規(guī)范GB138 - 90水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 202572-20061:5000 1:10000地形圖圖式GB/T18316-2001數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢查驗(yàn)收規(guī)定和質(zhì)量評(píng)定CH 1002-1995測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定CH 1003-1995測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(2)項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)包括：任務(wù)概述自然地理情況和已有的資料資料準(zhǔn)備成果主要技術(shù)指標(biāo)及規(guī)格測(cè)量?jī)x器設(shè)備項(xiàng)目人員方案設(shè)計(jì)資料圖件的檢查、項(xiàng)目驗(yàn)收、整理和匯總第二章 水下地形測(cè)量【內(nèi)容輔導(dǎo)】依據(jù)海道測(cè)量定位、測(cè)深原理和使用儀器的實(shí)際情況，分析水深定位方法的可行性及其對(duì)水深測(cè)量成果的影響。包括：水下地形測(cè)量的作業(yè)環(huán)節(jié)(定位、測(cè)深、聲速、姿態(tài))測(cè)量設(shè)備組成(定位、測(cè)深及輔助設(shè)備)設(shè)備性能、精度及對(duì)水下地形測(cè)量的影響掌握水下地形測(cè)量作業(yè)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理過(guò)程分析各因素對(duì)水下地形測(cè)量的影響，進(jìn)行精度評(píng)估2.1 水上定位海洋定位測(cè)量是海洋測(cè)繪的一個(gè)重要分支。在海洋測(cè)量工程中無(wú)論測(cè)量某一幾何量或物理量，如水深、重力、磁力等，都必須固定在某一種坐標(biāo)系統(tǒng)相應(yīng)的格網(wǎng)中，是海洋測(cè)繪和海洋工程的基礎(chǔ)。海洋定位方法包括：天文定位光學(xué)定位陸基無(wú)線電定位(地面)空基無(wú)線電定位(衛(wèi)星)水聲學(xué)定位(1)GPS定位鑒于GPS在海上測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，目前主要的GPS定位模式：?jiǎn)吸c(diǎn)定位動(dòng)態(tài)定位靜態(tài)相對(duì)定位1)GPS動(dòng)態(tài)定位利用GPS信號(hào)，測(cè)定相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的用戶天線的狀態(tài)參數(shù)，包括三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間等七個(gè)狀態(tài)參數(shù)。導(dǎo)航，是測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)，并導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)載體準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的后續(xù)位置。2)DGPS-差分GPS用設(shè)于坐標(biāo)已知的參考站，計(jì)算各類改正數(shù)、影響GPS測(cè)量定位的誤差。差分GPS系統(tǒng)的構(gòu)成：基準(zhǔn)站(Reference/Base Station)流動(dòng)站(Mobile/Rover Station)差分改正數(shù) 差分GPS主要方法：位置(坐標(biāo))差分與距離(偽距)差分位置改正數(shù)位置改正數(shù)的確定缺陷要求參考站和流動(dòng)站所觀測(cè)的衛(wèi)星完全相同距離改正數(shù)距離改正數(shù)的確定：計(jì)算距離觀測(cè)距離3) RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成：參考站流動(dòng)站數(shù)據(jù)鏈 特點(diǎn)高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量，提供厘米級(jí)的平面和垂直定位解應(yīng)用大比例尺水下地形測(cè)量無(wú)驗(yàn)潮模式下的水下地形測(cè)量GPS潮位等高精度測(cè)量4)PPK事后動(dòng)態(tài)差分測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成 參考站 流動(dòng)站特點(diǎn) 高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量，事后提供厘米級(jí)的平面和垂直定位解應(yīng)用 大比例尺水下地形測(cè)量 無(wú)驗(yàn)潮模式下的水下地形測(cè)量 GPS潮位等高精度測(cè)量5)網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量傳統(tǒng)RTK技術(shù)在應(yīng)用中遇到的最大問(wèn)題就是參考站校正數(shù)據(jù)的有效作用距離。網(wǎng)絡(luò)RTK特點(diǎn):線性衰減的單點(diǎn)GPS誤差模型被區(qū)域型的GPS網(wǎng)絡(luò)誤差模型所取代，即用多個(gè)參考站組成的GPS網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)一個(gè)地區(qū)的GPS誤差模型，并為網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)的用戶提供校正數(shù)據(jù)。 主要采用：VRS、MAC、FKP等技術(shù)6)CORS連續(xù)運(yùn)行參考站采用VRSVirtual Reference Station作業(yè)模型類似RTK原理利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某點(diǎn)(虛擬參考站)各項(xiàng)誤差改正，再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上，得出虛擬參考站上的虛擬觀測(cè)值，將其發(fā)送給用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位。特點(diǎn)精度和可靠性高屬網(wǎng)絡(luò)RTK (2)GPS動(dòng)態(tài)定位的精度與應(yīng)用 1)GPS在海洋大地測(cè)量方面的應(yīng)用海洋大地測(cè)量控制網(wǎng)建立海洋大地測(cè)量水準(zhǔn)面測(cè)定海島聯(lián)測(cè)海洋重力測(cè)量GPS測(cè)定海底控制點(diǎn) 2)GPS在海洋資源勘探方面的應(yīng)用利用差分GPS技術(shù)進(jìn)行海洋物探定位和海洋石油鉆井平臺(tái)的定位進(jìn)行海洋物探定位時(shí)，在岸上設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)站，另外在前后兩條地震船上都安裝差分GPS接收機(jī)。通過(guò)發(fā)射和接收地震波，同時(shí)記錄GPS定位結(jié)果，分析地震波在地層內(nèi)的傳播特性，研究地層的結(jié)構(gòu)，從而尋找石油資源的儲(chǔ)油構(gòu)造。利用差分GPS技術(shù)按預(yù)先設(shè)計(jì)的孔位建立安裝鉆井平臺(tái)在鉆井平臺(tái)上和海岸基準(zhǔn)站上設(shè)置GPS系統(tǒng)。如果在鉆井平臺(tái)的四周都安裝GPS天線，由四個(gè)天線接收的信息進(jìn)入同一個(gè)接收機(jī)，同時(shí)由數(shù)據(jù)鏈 電臺(tái)將基準(zhǔn)站觀測(cè)得數(shù)據(jù)也傳送到鉆井平臺(tái)的接收機(jī)上。通過(guò)平臺(tái)上的微機(jī)同時(shí)處理五組數(shù)據(jù)， 可以計(jì)算出平臺(tái)的平移、傾斜和旋轉(zhuǎn)，以實(shí)時(shí)檢測(cè)平臺(tái)的安全和可靠性。3)近海海域高精度海上定位對(duì)于近海海域，可采用在岸上或島嶼上設(shè)立基準(zhǔn)站，采用差分技術(shù)或動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)進(jìn)行高精度海上定位。如果一個(gè)基準(zhǔn)站能覆蓋150km范圍，那么在我國(guó)沿海只需設(shè)立34個(gè)基準(zhǔn)站便可在近海海域進(jìn)行高精度海上定位。研究表明，廣域差分技術(shù)(WASGPS)可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)國(guó)家或幾個(gè)國(guó)家范圍內(nèi)的廣大區(qū)域進(jìn)行差分定位(3)我國(guó)沿海無(wú)線電指向標(biāo)差分系統(tǒng)信標(biāo)差分技術(shù)：利用現(xiàn)有的海用無(wú)線電信標(biāo)臺(tái)，在其所發(fā)射的信號(hào)中加一個(gè)副載波調(diào)制，以發(fā)射差分修正信號(hào)，提供導(dǎo)航定位服務(wù)。 (4)水聲學(xué)定位可以提供局部的、實(shí)時(shí)的、精密的位置信息。聲學(xué)定位原理： 水下聲學(xué)：研究聲波在水下的輻射、傳播、接收解決與水下目標(biāo)探測(cè)和信息傳輸過(guò)程中有關(guān)的各種聲學(xué)問(wèn)題主要應(yīng)用于水深測(cè)量和海底地形測(cè)量聲學(xué)定位系統(tǒng)：長(zhǎng)基線系統(tǒng) 短基線系統(tǒng) 多普勒聲納系統(tǒng)1)長(zhǎng)基線定位系統(tǒng) 測(cè)距方式單向測(cè)距-信號(hào)標(biāo)-單程時(shí)間延遲雙向測(cè)距-應(yīng)答器-雙程時(shí)間差 定位精度1)測(cè)距精度 + 空間幾何圖形2)精度：520 m3)測(cè)程：5 km ，折射影響 2)短基線定位系統(tǒng)利用安置在船底的一組(若干個(gè))聽(tīng)音器和埋設(shè)在海底的一個(gè)信號(hào)標(biāo)或應(yīng)答器進(jìn)行定位。工作方式：1)距離距離2)距離方位3)時(shí)間差 距離-距離工作方式精度較低原因：1)基線很短，幾何圖形差。2)海中風(fēng)浪作用，系統(tǒng)平穩(wěn)性差。3)受相同噪聲場(chǎng)影響，系統(tǒng)誤差大。 距離方位工作方式利用相位差求定方向余弦值，從而得到相對(duì)位置。精度較低：0.5 5采用聲波頻率通常為：2030KHZ 時(shí)間差方式利用時(shí)間差求定平面位置。精度較低：1%左右。應(yīng)用于深海采礦、鉆井工程等動(dòng)態(tài)定位，保證鉆井船準(zhǔn)確位于井口上方。 3)多普勒聲納系統(tǒng)利用多普勒效應(yīng)測(cè)定船或水下運(yùn)載工具的速度，借于確定船或水下運(yùn)載工具的位置變化。多普勒效應(yīng)： 測(cè)量頻率變化： 測(cè)量航速度： 2.2 海洋測(cè)深回聲測(cè)深原理多波束測(cè)深系統(tǒng)高分辨率測(cè)深側(cè)掃聲納基于水下機(jī)器人的水下地形測(cè)量機(jī)載激光測(cè)深(LIDAR)測(cè)線布設(shè)測(cè)深精度水位改正測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量與管理海底地形測(cè)量是測(cè)量海底起伏形態(tài)和地物的工作，是陸地地形測(cè)量在海域的延伸。按照測(cè)量區(qū)域可分為海岸帶、大陸架和大洋三種海底地形。特點(diǎn)是測(cè)量?jī)?nèi)容多，精度要求高，顯示內(nèi)容詳細(xì)。水深測(cè)量經(jīng)歷了如下幾個(gè)發(fā)展階段：測(cè)繩重錘測(cè)量(點(diǎn)測(cè)量)單頻單波束測(cè)深(點(diǎn)測(cè)量)雙頻單波束測(cè)深(點(diǎn)測(cè)量)多波束測(cè)深(面測(cè)量)機(jī)載激光測(cè)深(面測(cè)量)衛(wèi)星遙感測(cè)深(面測(cè)量)水下地形測(cè)量的發(fā)展與其測(cè)深手段的不斷完善是緊密相關(guān)的。(1)水深測(cè)量方法回聲測(cè)深法測(cè)深原理： (2)測(cè)深系統(tǒng)單波束測(cè)深系統(tǒng)多波束測(cè)深系統(tǒng)高分辨率測(cè)深側(cè)掃聲納水下機(jī)器人測(cè)量激光測(cè)深 單波束回聲測(cè)深回聲測(cè)深儀： 多波束測(cè)深為了測(cè)定船只航線兩側(cè)的海底信息資料，研制的一種能在測(cè)船航線左右兩側(cè)對(duì)稱的有效帶內(nèi)全部海底地形信息的回聲測(cè)深系統(tǒng)。 多波束測(cè)深與單波束測(cè)深的比較 多波束測(cè)深系統(tǒng) 多波束測(cè)深系統(tǒng)的特點(diǎn)覆蓋寬度大測(cè)深精度高(030m水深，誤差0.3m，大于30m，誤差不超過(guò)0.5%)性能穩(wěn)定自動(dòng)化程度強(qiáng)處理速度快后處理成果豐富多波束測(cè)深系統(tǒng)的主要誤差多波束測(cè)深系統(tǒng)的主要誤差有安裝誤差、系統(tǒng)誤差、運(yùn)動(dòng)誤差、聲速誤差、近場(chǎng)誤差和偶然誤差等。(1)安裝誤差：安裝多波束換能器、GPS流動(dòng)站天線和運(yùn)動(dòng)傳感器時(shí)的位置、角度不正確而產(chǎn)生測(cè)量誤差。(2)系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)主要設(shè)備和輔助設(shè)備本身的誤差。(3)運(yùn)動(dòng)誤差：船舶航行、轉(zhuǎn)向、變速和顛簸引起的測(cè)量誤差。(4)聲速誤差：水體物理性質(zhì)的變化，主要是水溫、鹽度、渾濁度的變化造成水體密度變化而引起聲波傳播速度變化的誤差。(5)近場(chǎng)誤差：由于聲波反射點(diǎn)距離發(fā)射源很近而產(chǎn)生混響，造成信號(hào)和噪音難于辨認(rèn)的誤差。(6)偶然誤差：定位數(shù)據(jù)突然尖跳，或測(cè)深數(shù)據(jù)偶然漂移等產(chǎn)生的誤差。多波束測(cè)深系統(tǒng)成果 多波束測(cè)深系統(tǒng)應(yīng)用1)國(guó)外應(yīng)用情況SeaBeam多波束測(cè)深系統(tǒng)RESON SEABAT多波束測(cè)深系統(tǒng)ELAC Bottomchart多波束測(cè)深系A(chǔ)TLAS Fansweep多波束測(cè)深系Simrad多波束測(cè)深系統(tǒng)等等2)我國(guó)研制研發(fā) 20世紀(jì)80年代中期，開(kāi)始致力于多波束測(cè)深系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)工作。 20世紀(jì)90年代初期，開(kāi)始投資研制實(shí)用型多波束測(cè)深系統(tǒng)。 H/HCS一017型多波束測(cè)深系統(tǒng)：1997年研制成功，系統(tǒng)主要由換能器陣、發(fā)射子系統(tǒng)、接收子系統(tǒng)、海底檢測(cè)單元以及數(shù)據(jù)傳送單元組成。系統(tǒng)的工作頻率為45kHZ，具有48個(gè)波束，波束角為2030，其測(cè)深范圍為101000m，扇區(qū)開(kāi)角為1200，測(cè)深覆蓋范圍最大可達(dá)4倍水深，系統(tǒng)測(cè)深精度滿足當(dāng)前國(guó)際海道測(cè)量組織(IHO)標(biāo)準(zhǔn)。3)多波束測(cè)深系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)展多波束測(cè)深正在向全海深測(cè)量技術(shù)、高精度測(cè)量技術(shù)、集成化與模塊化技術(shù)以及高分辨率測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究。儀器結(jié)構(gòu)：小型化、高集成度、組件化方向發(fā)展。儀器性能：更完備的功能、更高的測(cè)量精度以及更加簡(jiǎn)便的操作使用方向發(fā)展。數(shù)據(jù)管理：解決原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式不統(tǒng)一問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)通用接口，規(guī)范化的多波束數(shù)據(jù)后處理軟件。4)多波束測(cè)深系統(tǒng)發(fā)展前景多波束測(cè)深系統(tǒng)的研制基本成熟,未來(lái)的研究重點(diǎn)將傾向于數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用研究。多波束系統(tǒng)既可獲得高密度、高精度的測(cè)點(diǎn)位置信息，又可獲得海底圖像信息，但由于分辨率的限制，一般情況下成像質(zhì)量較差;而側(cè)掃聲納則以成像為主，可獲得高分辨率的海底影像，但僅能給出描述海底地貌、地物的概略位置因此，多波束數(shù)字信息與側(cè)掃聲納圖像信息的融合是將來(lái)測(cè)深技術(shù)深入發(fā)展的方向。(3) 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深1)無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深基于全球定位系統(tǒng)結(jié)合測(cè)深系統(tǒng)直接采集水深、無(wú)需通過(guò)驗(yàn)潮確定床面高程的一種測(cè)量方法。2)隨船一體化測(cè)深在用測(cè)深儀實(shí)時(shí)測(cè)深過(guò)程中，利用AROF技術(shù)同步實(shí)時(shí)測(cè)定出換能器(測(cè)深基面)隨潮汐、波浪等因素的起伏狀態(tài)，從而對(duì)瞬時(shí)測(cè)深值實(shí)時(shí)進(jìn)行精確的測(cè)深(基面)改正，最終獲得穩(wěn)態(tài)深度場(chǎng)。(4)測(cè)深數(shù)據(jù)處理為了求得實(shí)際正確的水深而對(duì)回聲測(cè)深儀實(shí)測(cè)的深度數(shù)據(jù)施加的改正數(shù)稱為回聲測(cè)深儀總改正數(shù)。1)水文資料法求取總改正數(shù)適用于水深大于20m的水深測(cè)量 吃水改正Hb 折射改正Hn 聲速改正Hc 聲速改正數(shù)對(duì)總改正數(shù)H影響最大2)校對(duì)法求取總改正數(shù)適用于小于20m的水深測(cè)量?；芈暅y(cè)深改正 同步水位觀測(cè)海面受多種因素的影響，是在不斷地升降中的。水深測(cè)量工作中，必須進(jìn)行同步水位觀測(cè)才能保證實(shí)測(cè)深度正確地歸算到統(tǒng)一的深度基準(zhǔn)面上。水深測(cè)量前，在測(cè)區(qū)設(shè)主驗(yàn)潮站時(shí)所進(jìn)行的同步觀測(cè)。目的是把新設(shè)立的驗(yàn)潮站的當(dāng)?shù)仄骄Ｃ娼y(tǒng)一歸算到附近長(zhǎng)期驗(yàn)潮站(即起控制作用的驗(yàn)潮站)的平均海面上。水深測(cè)量時(shí)，測(cè)區(qū)各驗(yàn)潮站均應(yīng)同時(shí)觀測(cè)水位，且觀測(cè)時(shí)間要在測(cè)深工作前開(kāi)始到測(cè)深工作后結(jié)束。從而使外業(yè)所測(cè)水深運(yùn)用各驗(yàn)潮站水位資料應(yīng)用分帶改正等方法將其改正到深度基準(zhǔn)面起算的水深。通常是進(jìn)行實(shí)地水位觀測(cè)以獲得準(zhǔn)確的瞬時(shí)海面高度，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)期(一天、一月、一年或多年)的觀測(cè)，算出日、月、年、多年平均海面，再確定深度基準(zhǔn)面的位置。回聲測(cè)定精度誤差來(lái)源：儀器誤差、外界環(huán)境誤差、觀測(cè)者誤差儀器性能：儀器分辨能力、儀器探測(cè)能力 波束寬度() ： 與換能器形狀、發(fā)射頻率有關(guān)。外界環(huán)境誤差：聲速誤差、波浪影響、假回聲、潮汐和海面氣象條件影響。2.3 水下地形測(cè)量(1)測(cè)深線布設(shè)為能夠采集到海區(qū)內(nèi)足夠的海底地形測(cè)量數(shù)據(jù)，以能夠反映海底地形地貌起伏狀況，提高發(fā)現(xiàn)海底特殊目標(biāo)的能力以及考慮到測(cè)量?jī)x器載體的機(jī)動(dòng)性和測(cè)量的效率、費(fèi)用、安全等因素，在海底地形測(cè)量之前需要設(shè)計(jì)和布設(shè)測(cè)線。測(cè)線是測(cè)量?jī)x器及其載體的探測(cè)路線，分為計(jì)劃測(cè)線和實(shí)際測(cè)線。確定測(cè)線布設(shè)的主要考慮因素是測(cè)線間隔和測(cè)線方向。海底地形測(cè)深線布設(shè)海底地形測(cè)量測(cè)線一般布設(shè)為直線。測(cè)深線可以分：主測(cè)深線、補(bǔ)充測(cè)深線和檢查測(cè)深線。1)主測(cè)深線：測(cè)深線的主體，它擔(dān)負(fù)著探明整個(gè)測(cè)區(qū)海底地形的任務(wù);2)補(bǔ)充測(cè)深線：起著彌補(bǔ)主測(cè)深線的作用;3)檢查測(cè)深線：檢查以上測(cè)深線的水深測(cè)量質(zhì)量，以保證水深測(cè)量的精度。補(bǔ)充測(cè)深線主要用于局部重要海域的加密測(cè)深和對(duì)礁石、沙嘴、沉船的探測(cè)。在重要航道上布設(shè)補(bǔ)充測(cè)深線有兩種方法：1)在主測(cè)深線之間局部加密，補(bǔ)充測(cè)深線方向與主測(cè)深線方向一致，間距則根據(jù)需要而定;2)與航道方向一致布設(shè)35條補(bǔ)充測(cè)深線，中間一條測(cè)深線應(yīng)和航道中心線重合，兩側(cè)的測(cè)深線，則根據(jù)航道寬度均勻平行布設(shè)。 (2)測(cè)深線間隔測(cè)深線的間隔是主要根據(jù)對(duì)所測(cè)海區(qū)的需求、海區(qū)的水深、底質(zhì)、地貌起伏的狀況，以及測(cè)深儀器的覆蓋范圍而定的?？傊?，以滿足需要又經(jīng)濟(jì)為原則。國(guó)內(nèi)外具體處理方法一般有兩種：1)規(guī)定圖上主測(cè)深線的間隔為10mm的情況下，根據(jù)上述原則確定海區(qū)的測(cè)圖比例尺;(我國(guó)采用該方法)2)根據(jù)上述原則先確定實(shí)地上主測(cè)深線的間隔，再取其圖上相應(yīng)的間隔，如：6、8、10mm，最后確定測(cè)圖比例尺。(3)測(cè)深線方向(單波束測(cè)深)測(cè)深線方向是測(cè)深線布設(shè)所要考慮的另一個(gè)重要因素，測(cè)線方向選取的優(yōu)劣會(huì)直接影響測(cè)量?jī)x器的探測(cè)質(zhì)量。選擇測(cè)深線布設(shè)方向的基本原則如下：有利于完善地顯示海底地貌;有利于發(fā)現(xiàn)航行障礙物;有利于海洋測(cè)繪工作。以上測(cè)線布設(shè)方向的基本原則大都是針對(duì)單波束測(cè)深而言的，對(duì)多波束測(cè)深、側(cè)掃聲納、激光測(cè)深和其他掃海系統(tǒng)還要考慮測(cè)量載體的機(jī)動(dòng)性、安全、最小的測(cè)量時(shí)間等問(wèn)題，同時(shí)參照上述原則，選擇最佳的測(cè)線方向。1)垂直于水流軸線方向測(cè)深線垂直于水流方向，使測(cè)深線正好通過(guò)地貌變化比較劇烈和有代表性的地方，有利于全面如實(shí)地反映測(cè)區(qū)的海底地形。 2)與水流軸線成45角方向通常用于狹窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障礙物地區(qū)的水深測(cè)量。由于斜距大于平距，因而它比垂直于水流軸線的測(cè)深線容納的水深點(diǎn)更多，有利于反映狹窄海道的地形。 3)輻射線方向 大多用于島嶼的延伸部分或孤立的島嶼周圍的水域。輻射線方向布設(shè)使測(cè)深線間距內(nèi)密外疏，不僅有利于暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且近島部分水深點(diǎn)較密，也有利于選擇適宜的靠船及登陸地點(diǎn)。2.4 水位改正水位改正是將測(cè)得的瞬時(shí)深度轉(zhuǎn)化為一定基準(zhǔn)上的較為穩(wěn)定數(shù)據(jù)的過(guò)程，其目的是盡可能消除測(cè)深數(shù)據(jù)中的海洋潮汐影響，將測(cè)深數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以當(dāng)?shù)厣疃然鶞?zhǔn)面為基準(zhǔn)的水深數(shù)據(jù)。水位觀測(cè)過(guò)程中采用以“點(diǎn)”帶“面”的水位改正方法，水位改正方法主要有:單站水位改正法線性內(nèi)插法水位分帶法時(shí)差法參數(shù)法,等(1)單站水位改正法為求得不同時(shí)刻的水位改正數(shù)，一般采用圖解法和解析法。圖解法:繪制水位曲線圖，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示水位改正數(shù)。解析法:利用計(jì)算機(jī)以觀測(cè)數(shù)據(jù)為采樣點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式內(nèi)插來(lái)求得測(cè)量時(shí)間段內(nèi)任意時(shí)刻的水位改正數(shù)的方法。(2)線性內(nèi)插法線性內(nèi)插法的假設(shè)前提是兩站之間的瞬時(shí)海面為直線形態(tài),那么對(duì)于某一時(shí)刻的潮汐值可利用簡(jiǎn)單的線性內(nèi)插獲得。此法也同樣適應(yīng)三站的情況，其基本數(shù)學(xué)模型為：兩站水位改正數(shù)模： 三站水位改正數(shù)模： (3)分帶改正法水位分帶改正法分為兩站水位分帶改正、三站水位分帶改正(又稱三角分帶)。三站水位帶改正法分帶原則、條件、假設(shè)與兩站水位分帶改正法基本相同，其主要是為了加強(qiáng)潮波傳播垂直方向的控制。兩站水位分帶改正水位分帶的實(shí)質(zhì)就是利用內(nèi)插法求得不同區(qū)的水位改正數(shù)，與線性內(nèi)插法不同，分帶所依據(jù)的假設(shè)條件是兩站之間潮波傳播均勻，潮高和潮時(shí)變化與距離成比例分帶的基本原則分帶的界線方向與潮波傳播方向垂直。分帶數(shù)： 式中： 為兩站同時(shí)刻最大水位差; z為測(cè)深精度。C和D測(cè)區(qū)在A、B觀測(cè)站的控制范圍之外，不能利用A、B站的水位觀測(cè)資料，可根據(jù)A、B站的水位觀測(cè)資料，使A、B兩站的深度基準(zhǔn)面重合。首先繪出A、B兩站的水位曲線圖，按等分內(nèi)插求得A、B的水位曲線，由它來(lái)改正C、D測(cè)區(qū)的測(cè)深數(shù)據(jù)，適用于帶狀水域。 (4)時(shí)差改正法時(shí)差法水位改正是水位分帶改正法的合理改進(jìn)和補(bǔ)充。其所依賴的假設(shè)條件是兩驗(yàn)潮站之間的潮波傳播均勻，潮高和潮時(shí)的變化與其距離成比例。時(shí)差法是運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中互相關(guān)函數(shù)的變化特性，將兩個(gè)驗(yàn)潮站A、B的水位視作信號(hào)，這樣研究A、B站的水位曲線問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為研究?jī)尚盘?hào)的波形問(wèn)題，通過(guò)對(duì)兩信號(hào)波形的研究求得兩信號(hào)之間的時(shí)差，進(jìn)而求得兩個(gè)驗(yàn)潮站的潮時(shí)差，以及待求點(diǎn)相對(duì)于驗(yàn)潮站的時(shí)差，并通過(guò)時(shí)間歸化，最后求出待求點(diǎn)的水位改正值。(5)參數(shù)改正法參數(shù)法直接從潮汐水位曲線的整體變化入手，采用最小二乘擬合逼近技術(shù)，不僅求出兩驗(yàn)潮站的潮時(shí)差，還求出了兩驗(yàn)潮站的潮差比和基準(zhǔn)面偏差。基本原理： 其中，x為垂直比例系數(shù)，表示兩站間的潮差比(潮高比);y為水平延遲系數(shù)，表示兩站間的潮時(shí)差;z為基準(zhǔn)面偏差。 2.5 波浪對(duì)水深測(cè)量的影響當(dāng)測(cè)深船在海上作業(yè)時(shí)，最直觀的外界環(huán)境影響是波浪，并且在海上分布最廣，出現(xiàn)概率最高，明顯對(duì)測(cè)深產(chǎn)生影響。波浪的作用使船產(chǎn)生縱搖、橫搖、首位搖以及升沉等船姿運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)海洋測(cè)深產(chǎn)生影響。必須通過(guò)測(cè)深船的縱搖、橫搖、首位搖以及升沉等船姿情況進(jìn)行分析，減弱和消除波浪的影響。(1)船只橫搖產(chǎn)生的測(cè)深誤差測(cè)深儀的換能器應(yīng)垂直向下發(fā)射探測(cè)聲波獲得深度。然而，船的縱、橫搖卻在一定程度上破壞了這一垂直測(cè)深結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了附加的測(cè)深誤差。附加測(cè)深誤差 附加測(cè)深誤差的相對(duì)誤差： 附加測(cè)深誤差處理公式改正： 測(cè)點(diǎn)平移： (2)船只縱搖產(chǎn)生的測(cè)深誤差測(cè)船縱搖產(chǎn)生的測(cè)深誤差比較復(fù)雜，若海底平坦為一平面，則與前面分析相似，可得到附加深度誤差： (3)船只升沉產(chǎn)生的測(cè)深誤差船只升沉誤差： 消除測(cè)船升沉影響的方法很多，通常采用：補(bǔ)償消除法 記錄曲線平滑法水深數(shù)字濾波法選擇合適的方法可以獲得較好的效果，從對(duì)升沉效應(yīng)有關(guān)改正方法的分析可知 ：監(jiān)測(cè)改正法及補(bǔ)償消除法從硬件方面可以有效地消除和減弱升沉效應(yīng);記錄曲線平滑法和計(jì)算機(jī)水深數(shù)字濾波法從數(shù)據(jù)后處理方面消除和減弱升沉效應(yīng)。波浪對(duì)測(cè)深的影響小結(jié)在淺水區(qū)主要表現(xiàn)為升沉方面，而在深水區(qū)主要表現(xiàn)為橫搖和縱搖方面。為了提高測(cè)深精度，應(yīng)在小船上(用于淺水測(cè)量)首要安裝升沉傳感器，在大船上(用于深水測(cè)量)應(yīng)首要安裝縱、橫搖傳感器。同時(shí)，對(duì)于未安裝船姿傳感器的測(cè)量船來(lái)說(shuō)，必須使測(cè)船縱、橫搖角限制在一定范圍內(nèi)。2.6 船速對(duì)水深測(cè)量的影響在海道測(cè)量工作中，船速是一個(gè)重要的因素，直接影響到測(cè)量成果的精度和效率。過(guò)低的船速將降低測(cè)量的效率，而過(guò)高的船速將導(dǎo)至精度及可靠性的降低并引起定位及測(cè)深在某些方面的困難。船速對(duì)測(cè)深影響包括直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，所謂間接效應(yīng)是指船速作為參數(shù)伴隨其它效應(yīng)對(duì)測(cè)深的影響。例如，動(dòng)態(tài)吃水改正，定位與測(cè)深的延時(shí)效應(yīng)、波浪對(duì)測(cè)深的影響等方面均存在著船速影響的間接效應(yīng)。主要從定位與測(cè)深兩個(gè)方面來(lái)討論船速對(duì)測(cè)深影響的直接效應(yīng)。(1)船速對(duì)定位間隔的影響目前最常用的定位是全站儀極坐標(biāo)定位和差分GPS定位。海道測(cè)量規(guī)范規(guī)定，在平坦海區(qū)，定位點(diǎn)圖上間隔為4cm，在復(fù)雜海區(qū)為3cm。則定位點(diǎn)間隔實(shí)地距離為： 由于定位系統(tǒng)的定位時(shí)間間隔受到儀器硬件本身的限制，因此，通常情況下是通過(guò)已知定位系統(tǒng)的定位時(shí)間間隔以及測(cè)圖的定位點(diǎn)間隔要求，來(lái)選擇合理的航速： (2)船速對(duì)換能器測(cè)深的影響如果定位間隔： 則不會(huì)漏掉海底地形信息因此，可得： 測(cè)深船速的選擇小結(jié)船速確定1)按照定位系統(tǒng)的連續(xù)定位能力(即最小定位間隔)及定位點(diǎn)圖上間隔來(lái)決定可采用的最大船速。2)按照測(cè)深系統(tǒng)的測(cè)深速率及海區(qū)水深來(lái)決定可采用的最大船速。選擇上述較小船速值，并對(duì)動(dòng)態(tài)吃水改正及波浪等影響進(jìn)行估算，若超出有關(guān)精度指標(biāo)，則應(yīng)進(jìn)一步降低船速。2.7 海洋測(cè)深精度(1)測(cè)深等級(jí)依測(cè)量精度要求、覆蓋率不同、有四種海道測(cè)量等級(jí)：一級(jí)測(cè)量：適用海道測(cè)量部門明確規(guī)定的重要海區(qū);要求測(cè)線間距要小、100%的海底覆蓋率。二級(jí)測(cè)量：適用于其港口、入口航道、一般的沿岸和內(nèi)陸航道，限于水深小于l00m的海區(qū)使用。三級(jí)測(cè)量：適用于水深淺于200m且不被一、二級(jí)測(cè)量覆蓋的海區(qū)。四級(jí)測(cè)量：適用于水深超過(guò)200m且不被一、二、三級(jí)海道測(cè)量所覆蓋的其它所有海區(qū)。(2)影響測(cè)深精度因素水深精度應(yīng)理解為改正后水深的精度，水深精度主要受系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差影響。包括： 與聲信號(hào)傳播路徑(包括聲速剖面)有關(guān)的聲 速誤差; 測(cè)深與定位儀器自身的系統(tǒng)誤差; 潮汐測(cè)量和模型誤差; 船只航向與船搖誤差; 換能器安裝不正確引起的定位誤差; 船只運(yùn)動(dòng)傳感器的精度引起的誤差，如縱橫搖的精度、動(dòng)態(tài)吃水誤差; 數(shù)據(jù)處理誤差，等。(3)精度評(píng)定根據(jù)交叉點(diǎn)兩次測(cè)量的不符值統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)水下地形測(cè)量的精度。2.8 海底地形成圖(1)繪制海底地形圖海底地形圖的表現(xiàn)形式一般可分為：二維等深線圖和三維海底地形立體圖自動(dòng)繪制等深圖常用方法主要有：三角形法和網(wǎng)格法。網(wǎng)格法繪制等深線分為在網(wǎng)格邊上求出等值點(diǎn)，追蹤等值點(diǎn)和連接并光滑等值點(diǎn)連線。(2)自動(dòng)繪制海底地形立體圖海底地形立體圖是指海底地形立體透視圖。繪制海底地形立體圖，通常采用透視變換原理的連續(xù)斷面法來(lái)繪制。第三章 海洋垂直基準(zhǔn)【內(nèi)容輔導(dǎo)】(1)根據(jù)測(cè)區(qū)已有深度基準(zhǔn)面資料情況，確定深度基準(zhǔn)面聯(lián)測(cè)和傳遞方案。包括：深度基準(zhǔn)面的定義有哪些海洋垂直基準(zhǔn)面深度基準(zhǔn)面如何確定深度基準(zhǔn)面如何聯(lián)測(cè)和傳遞(2)依據(jù)潮汐理論和測(cè)區(qū)潮汐變化情況，分析潮波傳播規(guī)律。包括：潮汐如何產(chǎn)生的潮汐變化的受動(dòng)因素潮汐變化規(guī)律如何確定海域周邊地形的特征潮波傳播規(guī)律如何分析(3)分析各相關(guān)因素對(duì)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的影響、分析數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)檢查方法對(duì)成果質(zhì)量及判斷的影響。包括：影響數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的因素有哪些影響量級(jí)分析數(shù)據(jù)如何處理如何應(yīng)對(duì)各個(gè)因素的影響異常數(shù)據(jù)如何檢查如何分析綜合誤差出現(xiàn)的異常由什么因素引起的3.1 潮汐及潮汐觀測(cè)(1)潮汐一種海水規(guī)律漲落的自然顯現(xiàn)。潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的源動(dòng)力是日月引力，其中月球引力占主要成分。 (2)潮汐觀測(cè)采用如下手段進(jìn)行潮汐觀測(cè)： 水尺驗(yàn)潮 井式驗(yàn)潮 超聲波驗(yàn)潮 壓力式驗(yàn)潮 GPS潮位觀測(cè) (3)潮汐分類正規(guī)半日潮 ：一個(gè)太陽(yáng)日(約24小時(shí)50分)內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮，相鄰的高低潮之間的潮差幾乎相等。不正規(guī)半日潮：一個(gè)太陽(yáng)日(約24小時(shí)50分)內(nèi)，也有兩次高潮和兩次低潮，但相鄰的高低潮之間的潮差不等，漲落潮時(shí)間也不等，且是變化的。正規(guī)日潮 ：一個(gè)朔望月內(nèi)出現(xiàn)的一日一次高潮和一次低潮的日潮類型。不正規(guī)日潮：一個(gè)朔望月內(nèi)大多數(shù)天是日潮的性質(zhì)，少數(shù)天發(fā)生不正規(guī)半日潮。3.2 潮汐及潮流分析(1)潮汐分析潮汐調(diào)和分析過(guò)程：將潮位變化看作是許多分潮余弦振動(dòng)之和，根據(jù)最小二乘或波譜分析原理由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出各分潮平均振幅和遲角的過(guò)程。根據(jù)觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短，一般可將潮汐調(diào)和分析分為：短期潮汐調(diào)和分析中期潮汐調(diào)和分析長(zhǎng)期潮汐調(diào)和分析方法有：經(jīng)典：Darwin分析法、Doodson分析法現(xiàn)代：最小二乘分析法、傅立葉分析法和波譜分析法等。要將理論潮高滿足實(shí)際海洋潮汐，則必須經(jīng)過(guò)一些修正。實(shí)際海水的漲落總可以表示為一些已知頻率的振動(dòng)及非潮汐因素的擾動(dòng)之和，則實(shí)際潮汐部分的潮高為： 式中：S0為長(zhǎng)期平均水位高度;fi為分潮i的交點(diǎn)因子;Hi為分潮i的平均振幅;i為分潮i的角速率;v0i為分潮i的格林威治零時(shí)天文初相角;ui為分潮i點(diǎn)修正角;gi為分潮i的區(qū)時(shí)專用遲角;為擾動(dòng)項(xiàng);t為時(shí)間;Hi、gi為調(diào)和常數(shù)(2)潮流分析潮流同潮汐一樣，起因于日月引力，可表示為許多分潮流之和的形式。為了分析和預(yù)報(bào)方便，一般將流速w分解為北分量u和東分量v;流向記為。 上式為由分量u、v矢量的矢端畫出的一個(gè)橢圓軌跡方程。潮流調(diào)和分析同潮汐分析一樣，即利用上式計(jì)算各分潮流的調(diào)和常數(shù)Ui、i、Vi、i。根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行潮流預(yù)報(bào)、潮流性質(zhì)的分析以及潮流橢圓的繪制。潮流特點(diǎn)潮流的速度和方向都有周期性的變化;在近岸和狹窄航道以及海峽，海流大體上分兩個(gè)方向流動(dòng)，即往復(fù)流;在外海，潮流的速度和方向不斷的發(fā)生變化，即回轉(zhuǎn)流;以半日為周期的稱謂半日潮流，以全日為周期的稱為全日潮流;從低潮到高潮的潮流稱為漲潮流，反之稱為落潮流;潮流可采用潮流圖來(lái)表示。潮波特點(diǎn)海洋中以全日或半日為周期的波動(dòng)，是海洋中典型的長(zhǎng)波。由于日月引力引起的大洋振動(dòng)，并向附屬海區(qū)傳播，在地球自主偏向力的作用下，有的形成旋轉(zhuǎn)潮波系統(tǒng)：沿著一個(gè)方向傳播的朝波稱為前進(jìn)波;經(jīng)大陸反射、入射波和反射波相互作用，形成駐波。潮波特點(diǎn)可利用潮波圖，即同潮圖來(lái)表示，同潮圖是表示一個(gè)分潮潮波的潮時(shí)、潮差的分布和變化的圖。同時(shí)發(fā)生高潮的點(diǎn)連接成線，即同潮時(shí)線潮時(shí)差相等的點(diǎn)連接成線，即等潮差線。3.3 海洋垂直基準(zhǔn)(1)海洋垂直基準(zhǔn)分類高程基準(zhǔn):陸地高程的起算面，它通常取為某一特定驗(yàn)潮站長(zhǎng)期觀測(cè)水位的平均值長(zhǎng)期平均海面，即定義該面的高程為零，因此具有參考面的意義。深度基準(zhǔn):海洋測(cè)量中常采用深度基準(zhǔn)面;深度基準(zhǔn)面是海洋測(cè)量中的深度起算面;不同的國(guó)家地區(qū)及不同的用途采用不同的深度基準(zhǔn)面。(2)高程基準(zhǔn)面高程基準(zhǔn)面平均海水面某海域在一定時(shí)期內(nèi)海水面的平均高度位置，通常由某驗(yàn)潮站相應(yīng)期間內(nèi)每小時(shí)的潮位觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算求得，高度一般由當(dāng)?shù)仳?yàn)潮站零點(diǎn)起算。平均海水面是大地測(cè)量中的高程起算面，是陸地高程和海域島嶼、明礁等高度的起算面。我國(guó)以青島驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值作為基準(zhǔn)。1)日本以東京靈岸島驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值作為基準(zhǔn)2)歐洲地區(qū)以阿姆斯特丹驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值作為基準(zhǔn)3)美國(guó)以波特蘭驗(yàn)潮站多年觀測(cè)水位的平均值作為基準(zhǔn) 平均海面的穩(wěn)定性由于所取的觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度不可能剛好為各分潮的整周期，因此，平均海面受剩余潮汐成分的影響，而且短期平均海面還包含著長(zhǎng)周期分潮的貢獻(xiàn)。另外，非潮汐因素(如氣象)在不同的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)表現(xiàn)為不同的性質(zhì)，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可視為噪聲，而短時(shí)間內(nèi)則表現(xiàn)為信號(hào)，這使得不同時(shí)間長(zhǎng)度的平均海面穩(wěn)定性不同。 平均海水面的高度每日、每月、每年都不一樣。不同的平均海水面根據(jù)所取時(shí)間長(zhǎng)度不同，可分為：日平均海面月平均海面年平均海面多年平均海面1)日平均海面是用近于一天的資料來(lái)計(jì)算，一般利用25小時(shí)的觀測(cè)記錄計(jì)算。計(jì)算方法有多種，最簡(jiǎn)單的是將一天觀測(cè)值取簡(jiǎn)單的平均值，它可以去掉全回潮和半日潮的影響。2)月平均海面是由一個(gè)月的日平均海面的平均值，它可以削弱半月潮和月潮的影響。3)年平均海面是月平均海面的平均值，可削弱月平均海面的季節(jié)變化。年平均海面變化較小，但因?yàn)楫a(chǎn)生引潮力的日、月等主要天體運(yùn)動(dòng)的影響，各年的年平均海面仍有差異，這種差異可以用多年平均海面來(lái)削弱，通常用月亮升交運(yùn)動(dòng)周期(18.6年)的年數(shù)的多年平均海面。國(guó)家高程基準(zhǔn)目前，世界各國(guó)或地區(qū)均以一個(gè)或幾個(gè)驗(yàn)潮站的長(zhǎng)期平均海面定義高程基準(zhǔn)。我國(guó)采用1956年黃海高程系統(tǒng)(19501956年觀測(cè)值計(jì)算)和1985國(guó)家高程基準(zhǔn)( 19521979年觀測(cè)值計(jì)算)國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)青島觀象山驗(yàn)潮站;以“1956年黃海高程系”計(jì)算的高程為72.289米，以“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”是72.260米，相差0.029米。(3)深度基準(zhǔn)面1)深度基準(zhǔn)深度基準(zhǔn)：是海洋深度測(cè)量歸算和海圖上圖載水深的統(tǒng)一起算面。在海洋測(cè)量中因?yàn)楹Ｃ媸艹毕?、海流、風(fēng)浪等多種因素的影響，處于動(dòng)蕩不定的狀態(tài)之中，尤其是受潮汐的影響，海面隨時(shí)在升降中，高潮和低潮之差，小的差1 2m，大的差10 20m。海洋測(cè)量外業(yè)測(cè)得的水深只是當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐乃矔r(shí)深度。同一地點(diǎn)、不同時(shí)間測(cè)得的水深是不一樣的，不同地點(diǎn)、不同時(shí)間測(cè)得的水深無(wú)法進(jìn)行對(duì)比。為了在不同時(shí)間測(cè)得的不同地點(diǎn)的水深有一個(gè)可比性，必須確定一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)面，這就是海洋測(cè)量中的深度基準(zhǔn)面。2)深度基準(zhǔn)面的選取在無(wú)潮海(即潮汐很小的海，如波羅的海)，通常以平均海水面作為深度基準(zhǔn)面。在有潮海，因?yàn)槌毕^大，如果用平均海面作深度基準(zhǔn)面，高潮時(shí)此面被淹沒(méi)，低潮時(shí)露出;如果以此為基準(zhǔn)面，則低潮時(shí)實(shí)際水深小于海圖上的水深，如此時(shí)按海圖上的水深航行，船就可能觸礁、擱淺，對(duì)航行很不安全。因此，在海洋測(cè)量中，常以略低于低潮面的一個(gè)面作為基準(zhǔn)面。3)圖載水深圖載水深：深度基準(zhǔn)到水底的垂直距離。深度基準(zhǔn)通常定在當(dāng)?shù)囟嗄昶骄Ｃ嫦律顬?L 的位置。 由于世界各國(guó)計(jì)算 L 值的方法有別，因此采用的深度基準(zhǔn)也各不相同。中國(guó)海區(qū)從1956年起采用理論最低潮面(即理論深度基準(zhǔn)面)作為深度基準(zhǔn)，內(nèi)河、湖泊采用最低水位、平均低水位或設(shè)計(jì)水位作為深度基準(zhǔn)。4)理論深度基準(zhǔn)面利用弗拉基米爾斯基提出的方法計(jì)算得到的理論上可能出現(xiàn)的最低潮位面。將該潮高表示的最低潮