海洋水深测量中dgps水下立体定位系统应用

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1、海洋水深测量中DGPS水下立体定位系统应用　　摘要：利用GPS技术进行海洋精密定位及水深测量具有很大的优越性，具有推广价值，尤其在内陆水域及近海海洋测量中应用前景良好。差分全球定位系统（DGPS），是在GPS的基础上利用差分技术，使用户能够从GPS系统中获取更高的精度。本文探讨了海洋水深测量中DGPS水下立体定位系统的应用。关键词：海洋水深测量；DGPS水下立体定位系统；应用海洋测量学是研究海洋和陆地水域的测量和绘图的科学。测量学的任务就是用各种测量仪器、测量技术和方法来确定地面点的位置，为国民经济各部门服务。海上

2、定位是海洋测绘中最基本的工作，由于海域辽阔，海上定位可根据离岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距定位、GPS卫星定位、水声定位以及组合定位等。利用GPS技术进行海洋精密定位及水深测量具有很大的优越性，具有推广价值，尤其在内陆水域及近海海洋测量中应用前景良好。差分全球定位系统（DifferentialGlobalPositionSystem，简称DGPS），是在GPS的基础上利用差分技术，使用户能够从GPS系统中获取更高的精度。一、海洋测量的特点5海洋测量的对象是海洋，而海洋与陆地的最大差别是

3、海底以上覆盖着一层动荡不定的、深浅不同的、所含各类生物和无机物质有很大区别的水体。由于这一水体的存在，使海洋测量在内容、仪器、方法上有如下明显不同于陆地测量的特点：由于这一水体，使目前海洋测量只能在海面航行或在海空飞行中进行工作，而难以在水下活动。因而在海洋水域没有居民地，也没有固定的道路网，除浅海区外，也没有植被。因此海洋测量的内容主要是探测海底地貌和礁石、沉船等地物，而没有陆地那样的水系、居民地、道路网、植被等要素，而且海底地貌也比陆地地貌要简单得多，地貌单元巨大，很少有人类活动的痕迹。但这并不是说海洋测量比陆

4、地测量要简单得多，相反，海洋测量在许多方面比陆地测量要困难。首先，水体具有吸收光线和在不同界面上产生光线折射及反射等效应，在陆地测量中常用的光学仪器，在海洋测量中使用很困难，航空摄影测量、卫星遥感测量只局限在海水透明度很好的浅海域。海洋测深主要使用声学仪器。但是超声波在海水中的传播速度随海水的物理性质，如海水盐度和温度等的变化而不同，这就增加了海洋测深的困难。5其次，由于水体的阻隔，肉眼难以通视海底，加上传统的回声测深只能沿测线测深，测线间则是测量的空白区，海底地形的详测需要进行加密，或采用全覆盖的多波束测深系统，

5、这就会大量地增加测量时间和经费。再次，由于海水是动荡不定的，这为提高海洋测量的精确性造成极大的困难。最后，目前海洋测量的载体主要是船舶，而船舶的续航力很有限，出测又受到天气和海况的限制，全球海域又如此广大，因此详测全球海域需要漫长的时日。二、DGPS水下立体定位系统在海洋测量中的应用差分全球定位系统（DifferentialGlobalPositionSystem，简称DGPS），是在GPS的基础上利用差分技术使用户能够从GPS系统中获取更高的精度。DGPS的实质是把一台GPS接收机放在已精确测定其位置的点上，组成

6、基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号，测得并计算出到卫星的伪距，将伪距和已知的精确距离相比较，求得该点在GPS系统中的伪距测量误差，再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息，以此来修正自身的GPS测量值，从而大大提高其定位精度。差分技术的基础是：在同一地区内，GPS缓慢变化的系统误差，包括选择可用性（SA）误差，对基准台及其邻近用户的影响是相同或相近的。应用差分技术可有效地削弱SA、电离层延迟、大气层延迟、星历误差、卫星钟误差，达到米级定位

7、精度。5DGPS水下立体定位系统包括主要包括差分GPS定位系统、GPS浮标系统、水下收发机系统、船基控制中心系统几个部分。其中差分GPS定位系统能够实时提供GPS浮标的坐标，作为水下收发机位置解算的基准数据。GPS浮标系统是用来检测、接收水下收发机发送的定位信号，精确测量水声信号到达的时间，并将其数据通过电台发送到系统控制中心。水下收发机系统主要产生定位信号并根据控制中心指令控制定位信号的发射。船基控制中心包括多通道浮标接收机和数据处理工作站，负责整个系统的监视、水下收发机的定位解算和命令控制等。水深测量中，测定水

8、底点至水面的高度和点的平面位置的工作，是海道测量和海底地形测量的一个中心环节。深度测量为连续测得水深，必须选择适当的测深线间隔和方向。探测航行障碍物时，应适当缩小测深线间隔或放大测图比例尺。测深线方向一般与等深线垂直。港湾地区的测深线方向应垂直于港湾或水道的轴线。沿岸测量中，测深线的布设，在岬端处应成辐射状，在锯齿形岸线处应与岸线总方向成45°。水底平坦开阔