GPS技術(shù)在海洋測(cè)繪中的運(yùn)用

　　摘要：隨著國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”倡議的實(shí)施，大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)已成為一個(gè)重大課題。隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷完善與優(yōu)化，海洋測(cè)繪技術(shù)將成為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力技術(shù)支持。因此，本論文主要是以GPS為基礎(chǔ)，將GPS技術(shù)應(yīng)用于海洋測(cè)繪。

　　關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量技術(shù);海洋測(cè)繪;運(yùn)用分析

　　1 GPS技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)分析

　　1.1工作原理

　　GPS技術(shù)是一種鎖定具體位置和獲取信息的工具。用戶可以通過(guò)連接專業(yè)采集設(shè)備獲取接收到的位置信息信號(hào)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯分析，確定具體的位置信息，如坐標(biāo)、鎖定時(shí)間等。在系統(tǒng)確定檢測(cè)設(shè)備正確接收并能實(shí)時(shí)感受到上述鎖定位置信息后，系統(tǒng)鎖定功能將通過(guò)信息自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析上述鎖定相關(guān)數(shù)據(jù)信息、鎖定位置、鎖定正確時(shí)間等相關(guān)信息成分，并隨時(shí)隨地通過(guò)立體屏幕和圖形屏幕實(shí)時(shí)顯示，從而為檢測(cè)設(shè)備上的用戶提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的檢測(cè)設(shè)備鎖定位置和鎖定時(shí)間的數(shù)據(jù)信息。這類信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)效率高，大大提高了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)日常生活的便利性需求。

　　1.2特點(diǎn)。

　　憑借其技術(shù)性，綜合分析，處理和應(yīng)用能力的傳統(tǒng)文本描述信息，GPS清楚地證明，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于我們的傳統(tǒng)方式：

　　(1)對(duì)各控制臺(tái)的位置、自動(dòng)控制和鎖定的可操作性、準(zhǔn)確性要求比較高。這種精確定位信息技術(shù)達(dá)到了國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)的定位技術(shù)水平是因?yàn)橄到y(tǒng)能夠根據(jù)精確定位得到位置信息源的精確反饋，輸出和輸入精確的位置信息，精確定位信息的誤差可以控制在十幾毫米以內(nèi);

　　(2)服務(wù)信息技術(shù)具有強(qiáng)大的自動(dòng)分析和實(shí)時(shí)處理集成能力，僅需1-2人即可在較短的操作時(shí)間內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)信息位置及相關(guān)信息的自動(dòng)鎖定和實(shí)時(shí)顯示，并能保證較小的時(shí)間誤差，從而保證實(shí)時(shí)顯示給用戶的信息位置與實(shí)際使用情況一致;

　　(3)監(jiān)控系統(tǒng)的各類關(guān)鍵信息技術(shù)，屬于我國(guó)當(dāng)前制造裝備行業(yè)較為先進(jìn)的關(guān)鍵信息技術(shù)之一。目前，中國(guó)制造企業(yè)的信息技術(shù)R&D水平和創(chuàng)新能力相對(duì)較高，不需要太多的時(shí)間、人力和高成本資源參與。大部分制造企業(yè)只需要依靠系統(tǒng)自動(dòng)鎖定位置信息并簡(jiǎn)單優(yōu)化，就可以輕松快速地實(shí)現(xiàn)指定工位的自動(dòng)安全鎖定;

　　(4)GPS監(jiān)控技術(shù)徹底消除了以往能見(jiàn)度系統(tǒng)能見(jiàn)度信息的位置和操作的重復(fù)環(huán)節(jié)，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的工作效率，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的顯示。

　　2海洋測(cè)繪及GPS的概念

　　海洋測(cè)繪是海洋測(cè)量與海圖的統(tǒng)稱，是指運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)的測(cè)繪技術(shù)與手段，對(duì)海洋要素進(jìn)行綜合、細(xì)致的調(diào)查，并將其與海洋資料的綜合與高效利用相結(jié)合，以不同的尺度，繪制和繪制出能夠真實(shí)反映海洋資訊與特點(diǎn)的海圖，是一門極具理論與實(shí)踐性的學(xué)科。海洋地圖分為海岸地形測(cè)量、海洋工程測(cè)量、水深測(cè)量、水文測(cè)量、深基準(zhǔn)測(cè)量等。GPS是美國(guó)開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)的一種用于海洋、陸地和空中實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航的立體空間控制技術(shù)。

　　3 GPS測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

　　3.1GPS海洋控制網(wǎng)

　　海洋測(cè)繪工作中，由于測(cè)量基準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性，其特點(diǎn)決定了其在選取方法上的復(fù)雜性和繁雜，為了有效地防止因測(cè)量技術(shù)上的誤差而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的誤差，必須首先將重點(diǎn)放在確定海洋測(cè)繪工作的實(shí)際工作范圍上，并引入海洋控制網(wǎng)概念加以實(shí)現(xiàn)。GPS海洋控制網(wǎng)是將海底、海平面、陸地三個(gè)要素連接起來(lái)，以特定的規(guī)則為基礎(chǔ)，以特定的規(guī)則為基礎(chǔ)，將海洋測(cè)量工作進(jìn)行到一個(gè)特定的區(qū)域。

　　3.2在海洋定位中的應(yīng)用

　　在海洋資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常要對(duì)海洋進(jìn)行高精度的定位，利用GPS接收器與現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)相結(jié)合，能夠更精確地進(jìn)行海洋環(huán)境的定位。如果要做GPS的假定位，就必須利用船上的計(jì)時(shí)器和回轉(zhuǎn)儀，來(lái)確定船身的具體位置。在近海區(qū)域，一般都是在陸地上建立一個(gè)參考點(diǎn)，然后在上面安裝GPS，利用微分技術(shù)和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，來(lái)確定船舶的位置，從而提高海上定位的準(zhǔn)確性。

　　3.3在水下地形測(cè)繪中的應(yīng)用

　　在海洋發(fā)展的同時(shí)，繪制海底地形圖對(duì)航運(yùn)、海底電纜鋪設(shè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、海上鉆探等都起到了很大的作用。通常采用海道測(cè)量法來(lái)測(cè)定海底控制點(diǎn)的空間和平面坐標(biāo)，同時(shí)也要用水深儀器來(lái)測(cè)量，而測(cè)線的距離隨著尺度的改變而改變。近岸區(qū)的水下聲學(xué)儀器一般是用傳統(tǒng)的光學(xué)交會(huì)方法，而在更遠(yuǎn)處海域中，一般都是利用無(wú)線電進(jìn)行定位。GPS技術(shù)雖然可以進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的定位，但其精度并不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量，因此GPS技術(shù)僅限于對(duì)遠(yuǎn)海小尺度下的海底地貌進(jìn)行測(cè)量，而對(duì)于大尺度地圖則可以利用DGPS技術(shù)進(jìn)行定位。

　　3.4在工程變形監(jiān)控中的應(yīng)用

　　在我國(guó)的很多項(xiàng)目中，存在著大量的變形問(wèn)題。由于變形是一個(gè)逐步的過(guò)程，在很少的時(shí)候，很多工作人員都沒(méi)有注意到，而在變形問(wèn)題比較嚴(yán)重的情況下，用肉眼觀測(cè)到的話，就會(huì)造成難以估計(jì)的損失。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，必須采用GPS技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)工程的變形，例如，對(duì)工程建筑物的位移進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)測(cè)。通過(guò)這種方法，可以及時(shí)地判斷出位移、變形等，并在一定程度上進(jìn)行調(diào)整，既能保證施工的安全，又能保證施工的質(zhì)量。

　　4 GPS海域使用中的問(wèn)題和解決對(duì)策

　　4.1存在問(wèn)題

　　近年來(lái)，隨著海上工程的增加，對(duì)海洋的勘探也越來(lái)越頻繁，而隨著人們對(duì)GPS的需求越來(lái)越大，GPS也越來(lái)越受到人們的重視。GPS在港口建設(shè)、臨海工業(yè)等方面起到了很大的推動(dòng)作用，可以節(jié)約大量的人力、物力，節(jié)約了大量的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。但目前的問(wèn)題是，一些測(cè)量單位使用的GPS接收器的精度很低，在測(cè)量開(kāi)始之前，或者得到了數(shù)據(jù)之后，無(wú)法準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，這主要是因?yàn)楣ぷ魅藛T沒(méi)有足夠的重視，以及對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)的理解不到位，從而導(dǎo)致了測(cè)量的偏差，從而影響了測(cè)量的結(jié)果。比如，一個(gè)新的港口，會(huì)逐漸的將海岸推進(jìn)到海洋的一邊，然后再進(jìn)行開(kāi)墾，這樣就可以將原來(lái)的海岸線完全的覆蓋掉，而在測(cè)量的時(shí)候，因?yàn)闇y(cè)量的失誤，導(dǎo)致了原本的海岸線與原來(lái)的海岸線不一樣，這就是一個(gè)小型的島嶼。目前測(cè)繪行業(yè)出現(xiàn)了大量的短缺，主要是因?yàn)闇y(cè)繪這個(gè)專業(yè)太過(guò)冷門，而且就業(yè)面也很窄，很多學(xué)生都會(huì)選擇更熱門的專業(yè)，而不會(huì)選擇測(cè)繪，而海洋測(cè)繪是一種非常特殊的職業(yè)，他們的工作壓力很大，而且工作時(shí)間長(zhǎng)，很多年輕人承受不住這種孤獨(dú)，不愿意做這種工作。

　　4.2對(duì)策

　　為防止GPS系統(tǒng)的錯(cuò)誤，必須從其錯(cuò)誤來(lái)源出發(fā)，將其歸結(jié)為三大類型：

　　1、GPS信號(hào)及其本身的誤差、包括軌道偏差、SA、AS的影響;

　　2、GPS信號(hào)的發(fā)射;

　　3、GPS接收的誤差。

　　因此在進(jìn)行測(cè)量之前，首先要考慮到儀器的性能、工作特性，使其達(dá)到精確水平，這是保證GPS定位系統(tǒng)的一個(gè)重要條件，因此在操作前必須對(duì)GPS定位測(cè)量的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢驗(yàn)，否則無(wú)法進(jìn)行操作。

　　GPS測(cè)量結(jié)果會(huì)受到目標(biāo)坐標(biāo)系的影響，并對(duì)其進(jìn)行后續(xù)處理。GPS使用的坐標(biāo)是美國(guó)國(guó)家國(guó)防部在1984年建立的，WCS-84，實(shí)際上是一種以地球?yàn)橹行牡臉?biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)。不過(guò)，這種測(cè)量體系與國(guó)內(nèi)54、80系的坐標(biāo)相差10-100米，而且隨著地區(qū)的變化，也會(huì)有很大的差異。因此，WGS-84坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換要容易，它采用了七個(gè)參數(shù)和三個(gè)參數(shù)，其中X、Y、Z大地直角坐標(biāo)系統(tǒng)是過(guò)渡的中介，所以在日常生活中，要省略直角坐標(biāo)，避免繁瑣的技術(shù)，只需將直角坐標(biāo)變換成直角坐標(biāo)。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，GPS技術(shù)也在不斷的更新，可以與其它技術(shù)相結(jié)合，從而得到更多的應(yīng)用。為海洋事業(yè)的發(fā)展提供全面、準(zhǔn)確的海洋測(cè)量資料，推動(dòng)海洋事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)海洋事業(yè)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]楊元喜，徐天河，薛樹強(qiáng).我國(guó)海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)與海洋導(dǎo)航技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2017，46(01)：1-8.

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