海岛（礁）测绘技术国家测绘局重点实验室

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1、海岛（礁）测绘技术国家测绘局重点实验室科学研究年度综述本报告围绕本实验室2010年度的主要工作和主要研究方向进行综述，主要是陆海高程基准统一、海洋测深和GNSS在海洋测绘中应用研究。一、国内发展现状高程基准是高程测量的依据，理论上可用大地水平面或是椭球面作为基准，实际上一般用单个验潮站的长期平均海面，或者用多个验潮站得到的平均海面。因为确定绝对大地水准面起伏是困难的，因此实际上一般取验潮站定义的平均海面作为高程基准（或零高程点）。用此方法定义的高程基准面容易受到地壳垂直运动和验潮站平均海水面变化的影响，因此是相对高程基准。陆海统一的高程基准涉及下

2、列课题：１、使用统一的高程基准，才能比较由大地测量法与海洋法所确定的长距离海面倾斜。２、不同高程基准会引起重力异常数据库的系统误差，重力是大地测量和地球物理等领域的基础数据。３、卫星测高任务的测高仪标定时，需要全球统一的高程基准。４、不同时空尺度下的海面变化监测需要一个统一的高程基准。５、国家制图需要统一的高程基准。６、工程应用时，平均海水面与高程基准对应的等位面之间的关系必须清楚。我国曾采用1956黄海高程系和1985国家高程基准。1956黄海工程系和1985国家高程基准都属于单个验潮站确定的高程基准。我国大陆部分都采用1985国家高程基准进行

3、高程测量，但是大部分海岛（礁）采用独立高程系或者没有进行高程测量。2010年，济南军区测绘大队在山东蓬莱和黄岛进行了三角高程测量传递陆海高程，在10km距离上精度接近二等。海南测绘局和国测一大队联合在琼州海峡进行了三角高程测量传递陆海高程，距离达到了20km左右，也获得了满意的结果。与陆地测量相比，除了使用GPS定位等设备外，水下地形测量工作有其独特的方法和设备。最常使用的是单波束测深仪和多波束测深系统。随着声学技术、电子技术、计算机技术、图像处理技术和材料科学等的发展，这些测量技术和设备也是日新月异。我国在多波束测深技术方面的研究起步较晚，直到

4、20世纪80年代末才由中国科学院声学研究所和天津海洋测绘研究所联合研制成861型多波束测深声呐实验样机，其工作频率为100kHz，波束数为25，波束宽度为3o×3o，扫海扇区开角为120o，最大工作深度为200m，要求航速小于5节。“八五”期间，多波束测深技术被列入国家重点攻关项目，1997年，哈尔滨工业大学水声研究所和天津海洋测绘研究所联合研制成功了我国第一套也是迄今为止国产第一套实用性条带测深系统——H/HCS-017，该系统的原理性研究开始于1993年，1996年完成工程样机的研制，1997年通过技术鉴定。近几年，国家863计划一直在资助进

5、行自主产权的多波束系统研制。哈尔滨工程大学一直在从事浅水便携式多波束测深系统的研制，在“十一五”获得863目标导向课题资助，在国际上首次提出了多子阵波束域类算法，独立自主解决了宽覆盖海底散射信号的高分辨方位估计国际性难题；提出了基于RLS-Laguerre格型算法的自适应抵消算法，消除了隧道效应这一主要的海底测深假象；在此基础上成功研制三代多波束测深仪产品并投入实际应用。其中第三代多波束测深仪产品指标最大覆盖超过6倍、波束数达到256个，波束宽度达到1.27°×1.27°，达到或超过了国际同类产品。中科院声学研究所在“十一五”期间，获得863重点

6、项目资助研制深水多波束测深系统，目前进展顺利，已完成测试。多波束系统是计算机技术、导航定位技术以及数字化传感器技术等多种技术的高度组合。一个完整的多波束系统除了拥有结构复杂的多阵列发射接收换能器和用于信号控制与处理的电子单元外，还应该配备高精度的运动传感器、定位系统、声速剖面和计算机软、硬件及相应的显示设备。因此，现代多波束测深产品实际上已经发展成为由声学系统、波束空间位置传感器子系统以及数据采集与处理系统组成的综合系统。多波束发射接收换能器、电子单元及实时采集与控制计算机构成多波束形成的核心部分；高精度的定位设备、运动传感器以及声速剖面组成的波

7、束空间位置传感器子系统是多波束系统必不可少的组成部分。GNSS卫星测量技术的问世，为海洋测绘开创了高新技术新途径。GNSS技术在海洋测量中的应用主要包括海洋大地控制网以及岸滩地形和水下地形的测量、海上定位、船队的自主导航以及调度与监测、海洋工程的精确定位、海洋灾害监测等。目前，GNSS定位技术在该区域测绘充分显示出优势。海洋大地控制网主要在沿海陆路、岛礁和海区的适当位置建立的浮标等，设立参考站，建立GNSS多功能服务系统（CORS）。对于沿海岸线或沿海陆路区域，通常采用基于GNSS实时动态作业模式的RTK技术和基于CORS的RTK技术；较远的海区

8、则较多采用GNSS接收机与其他设备联合定位。CPS在水下地形测绘的应用，主要是利用GPS接收机与水声仪器组合，进行定位和水深测量，再利用