GPS技术在海洋测绘中的有效应用探究

徐仕宇

（惠州市海洋勘测设计中心， 广东 惠州 516001）

工作实践证明，与陆地测绘相比，海洋测绘对测绘方法有着较高的要求，仅仅依靠常规的视觉测绘方法是无法实现工作目标的，需要根据实际情况采用一些比较特殊的技术进行测绘，比如声纳技术、无线电技术等等。在这种情况下，如何对坐标参数与测绘参数进行关联是测绘人员所面临的重要课题，以往都是同时开展多个具有不同相对位置的测绘工作，以致在位置测量上存在一定误差。但是将GPS技术应用到海洋测绘中，能够有效解决这一问题，使海洋测绘的准确性得到有效保障，是海洋测绘行业的必然发展趋势。

1 GPS技术在海洋定位中的应用

1.1 GPS技术海上定位的基本原理

目前GPS技术可以划分为动态定位及静态定位，其中动态定位就是借助物体的速度、加速及位置等相关参数，对物体的位置信息进行测绘；而静态定位就是选择两台以上的卫星信号接收器对数据进行接收并处理，以此获取物体的坐标信息，结合相对位置信息获取其他点的位置坐标。在利用GPS技术进行海上定位的时候，需要与船只导航设备相配合，通过船只设备中的陀螺仪、计程仪及声纳仪对位置信息数据进行分析和处理，以此保证海上定位的整体精度。对于近海海域的定位，需要充分利用基准站技术，以此保证海上定位的精度，使海上定位工作的目标得以顺利完成[1]。

1.2 差分GPS技术的应用

作为 GPS技术中的一种关键技术，差分 GPS技术主要就是利用三维坐标及GPS基准台获取位置信息及伪距修正量，之后将其传递给GPS终端，结合实时的GPS数据对其进行修正，其中包括了伪距差分及位置差分。目前伪距差分的应用比较广泛，而位置差分的运用原理较为简单。将差分GPS技术运用到海洋定位中，既能够接收到位置信息，也能够获取相应的修正参数，使海洋定位的精度得到有效提升。

根据现状来看，差分GPS技术在海洋测绘中的应用范围较为广泛，比如在进行海洋物探定位的时候，通过将差分GPS接收端安装到前后两艘地震船上，之后在陆地上进行基准站的设置。在预定航线之前，通过GPS技术使地震船将地震波发射向海底岩层，由后方的地震船对地震波及GPS定位信号进行接收。通过地震波的物探信号将海洋地层结构反馈出来，若是发现储油构造，可以采用差分 GPS技术进行定位，获取准确的钻孔位置信息，之后进行钻井平台的建造工作[2]。

2 GPS技术在水深测绘中的应用

2.1 水深测量中GPS技术的应用原理

根据以往水深测量工作情况来看，测深仪是其中比较常用的一种仪器，可以对回声测深仪与GPS技术进行结合运用。通过控制设备将指令发送给换能器，在换能器将声波发射向水中并遇到障碍物的时候，声波信号会反射回来，通过对声波往返的时间进行计算，能够得到该测量点的水深深度。其次，由于海水的压强、温度及盐度会影响到声波的传播速度，这就需要对其进行科学矫正，以此确保测量工作的精度达到要求。

2.2 水深测量的数据采集及处理

差分GPS技术在在水深测量中也体现出较高的应用价值，一般水深测量过程所采用的技术是信标差分系统，这主要是因为我国在海岸线上建立了信标基准站，能够帮助工作人员及时接收基准站传递出来的矫正信息，使定位工作的精度得到有效提高。通过这种方式能够有效保证测量工作的顺利进行，不再需要另外建立基准站，在一定程度上还能够降低测量工作的经济成本，使企业的经济效益得到有效提升[3]。一般在水深数据的处理工作时，需要借助计算机技术对其进行处理，在完成数据采集工作之后，将其录入到计算机系统中，通过计算机技术能够将数据中的误差剔除，并对其进行矫正，最后完成成图绘制工作。

3 GPS技术在海洋灾害监测中的应用

将GPS技术应用到海洋灾害监测工作中，能够对海洋灾害的产生原因及其发展进行监测。一般海洋灾害都是因为海底下陷及其他现场所造成的，若是无法对其进行有效监测和预报，势必会造成较大的财产损失，甚至威胁到附近人员的生命安全。面对这种情况，通过GPS技术能够提高海洋灾害监测工作的水平，使海洋灾害预报更加及时准确，从而有效降低财产及生命等各方面的损失。在进行海洋测绘工作时，通过海底地层布测及海洋大地控制网都能够实现对海洋灾害的监测，对GPS技术的稳定性及可靠性有着较高的要求。一般在进行海洋灾害监测工作的时候，需要经过 2-3年，并对海底模块运动情况及海底地壳形变情况进行重复性观测和研究，通过GPS技术能够对海况的更多情况进行准确探测，使海洋灾害监测工作的整体效果得到有效提升[4]。

4 海洋测绘中GPS技术的常见问题及解决措施

4.1 位置测绘偏差及修正

一般在进行海洋测绘工作时，通过RTK等各各种技术都能够满足海洋测绘对技术精度的要求，但是在深水海岸线及海洋水下地形等高精度的海洋测绘工作时，需要做好位置测绘偏差的修正工作，比较常用的方法包括了测绘中心与定位中心的统一，将测深仪与GPS天线的换能器控制在一个垂直线，或是在得到测量数据后，对测深仪与GPS天线的换能器位置进行归正。无论是利用GPS技术进行定位，或是选择RTK技术进行定位，都要保证海洋定位工作的精度，使其能够达到定位精度的标准要求。

4.2 数据采集延时及校正

海洋测深是借助计算机对测深仪信号及GPS信号进行同时接收的过程，为保证信号数据的准确性，需要保证深度数据及GPS信号数据的采集达成一致，避免出现数据采集延时情况。然而就实际情况来看，在利用不同设备进行数据采集的时候，数据采集的速度必定存在一定的差异，这就无法保证深度数据采集及 GPS信号数据采集的一致性。面对这种情况，需要根据船只速度及仪器的数据采集速度对数据采集的时间进行校正，使数据失真问题得到有效解决，进而提高海洋测绘工作的整体精度。

4.3 坐标转换误差及校正

一般在利用GPS技术采集坐标信息的时候，需要采用三参数模型或七参数模型等转换模型，无论是采用哪一种模型，都必然会出现一定的坐标误差。造成坐标误差的原因比较复杂，主要就是GPS技术在采集数据之后，会对其进行平面位置的转换，即使数据模型的严密性较高，在受到观测条件的影响作用下，依然无法保证数据的准确性。面对这种情况，需要及时对模型及数据进行校正，以此保证数据的准确性。同时，为保证转换工作的有效进行，需要积极提高测绘工作人员的专业素养，使其能够充分理解坐标转换误差校正工作的重要性，以严谨、细致的心态做好各项工作，从而有效提高测绘工作的精度。

5 结语

综上所述，GPS技术在海洋测绘中体现出较高的应用价值，能够有效提高海洋测绘工作的效率及质量，促进海洋测绘行业的进一步发展。为充分发挥GPS技术在海洋测绘工作中的作用，相关人员要加强对GPS技术的应用研究，便于对相关工作进行持续优化，使海洋测绘工作的整体水平得到有效提高，为海洋测绘技术的发展提供有利支持。