海洋測繪技術范例6篇

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海洋測繪技術

海洋測繪技術范文1

在港航道測繪中運用現代海洋測繪技術已成為科技發展的一個毋庸置疑的趨勢,而現代海洋測繪中常用的便是3S,即GPS,GIS,RS。GPS就是大眾所說的衛星導航定位系統,GPS的精準定位為航道疏浚工程的實施提供一個方向性的指導。GIS即地理信息系統,主要用于現代海洋測繪數據庫的信息收集,存儲,查詢,分析等,生成海洋地圖,達到信息的高速轉移和共享。RS就是遙感探測技術,可以實現遠距離的探測,特別是深海的探測。因此3S的運用使得港口航道疏浚工程的測量更加的精密和準確。

2雙向實時動感差分技術

遠距離的雙向實時動態相位差分技術即LRK技術,雙向指的是差分定位的一端與海洋中移動的物體相連,實時跟蹤物體的行走軌跡,而另一端則同地面上的幾個基準點連接,達到兩端信號的一個雙向接收和反饋。差分定位用的是GPS技術,將GPS信號置于差分兩端,即物體運動的載體端及地面的基準點端,通過衛星的定位,便能夠較為準確地給出物體運動的軌跡,實現實時精準測量。將雙向實時動態差分技術運用到在港航道疏浚工程中則會看到良好的效果,將載體端置于航道底端,將基準點設于地面,船只等,這樣就能達到實時檢測,實時了解港口底部的底質情況,以便判斷是否適合疏浚等。所以雙向動態差分技術是現代海洋測繪技術在航道疏浚工程中的創舉,也是目前認可度極高的高效型實施技術。

3遙控裝置在港航道疏浚中的電源操控運用

遙控裝置在港航道疏浚測量的運用主要在于對基準臺的電源開關的一個智能遙感控制,因為傳統的基準臺的電源是人工掌控的,白天作業的時候開啟,停止作業則關閉,但是航道疏浚的基準臺設在操作塔上,因而人工操控電源變得十分艱難。遙感電源開關則很好地解決了這一問題,遙感技術將電源端和人工端通過短信關聯起來。人工只需要在開關設備的時候通過短信對遙感設備發出指令,這個指令就會抵達電源端,并且電源端執行完畢之后也會及時短信反饋回人工端。

4遙報系統在港航道疏浚測量中的運用

航道疏浚工程中的測量同港口以及港外海洋的潮汐情況緊密相關,港內外造成的潮差將會影響航道疏浚工程的實施。而遙報系統就是為了解決潮差的問題,對大陸架的水位和海洋的水位進行一個實時通訊傳輸。遙報系統的一端可以設立在港口的大陸架處使用浮子式自動測潮儀,另一端設立在海洋域的燈塔上,使用壓力感應式自動測潮儀。然后兩端的測潮儀通過通訊裝置實時將數據傳送回航道疏浚工程中心,然后工程組再根據實時的水位差,尋找一個最佳的疏浚時間和疏浚點。

5多波束測量在港航道疏浚測量中的運用

相比于傳統的單波束測量的精準度低,效率低等問題,多波束測量則體現出它的優越性。多波束測量根據實際需要將設計制造一條適合的專門測量船,以便提前預防工程施工中的各種困難。例外多波束測量中需要將換能器在測量完畢的時候及時提上水面,以防止測量設備被損壞,保證測量的有效時間。多波束測量主要是數據校準,采集,處理這三個方面。數據校準是在采集步驟之前根據校準程序校準參數,然后將校準后的參數輸入到采集程序中進行后續的數據計算。多波束采集則是在完成聲速測量之后將數據輸入測量軟件進行數據的采集,數據采集主要是對布下的測量線的聲速測量后的采集。這些測量后的數據最后都會被存儲到數據中心進行分析和最后的數據處理。數據處理環節是整個多波束測量中最為關鍵的一步,由于多聲波束的數據測量采集量十分龐大,聲納測量受海域影響,采集信息不一定能夠及時反饋等,這些既存的問題都直接影響了測量的質量。所以在數據處理中分為兩個環節,一個是系統的在線處理,另一個是系統處理后的后處理,為了保證挖泥船的作業,所以兩個處理方式通過以太網快速轉換,系統處理的數據將及時把處理數據通過以太網輸入到后處理系統。后處理的水位數據則由陸地測量辦公室通過GPS計算機郵件發送,這樣保證了挖泥船能夠及時根據數據處理結果進行工作調整。

6結語

相比于傳統的測繪技術,現代的海洋測繪和通信技術采用了多波束測量,遙報系統的水位測量,遙感電源裝置,動態差分系統,3S的融匯等。這些現代測繪和通信技術的創新保證了在港航道疏浚測量的精準度和施工的效率。

作者:郭雄強 劉力 劉思航 彭云 單位:長江航道測量中心

參考文獻:

[1]劉雁春.海洋測深空間結構及其數據處理[M].北京:測繪出版社,2002.

海洋測繪技術范文2

【Abstract】 AIM: To investigate whether the ventral subiculum (VSUB) lesions can release the drug craving from drug addicted rats. METHODS: Female SD rats were trained to acquire the morphine conditioned place preference (CPP). After the preference was established, the rats were pided to 3 groups. The lesion group (n=20) received the electrolytic lesions of VSUB, the sham lesion group (n=10) received the same operation to the lesion group but no current passed, and the control group (n=10) received no operation. After 5 d recovery, the 3 groups underwent the CPP testing again to observe the extent of drug craving. RESULTS: A histological test was performed on postlesion rats after a behavioral test, and the lesions were found confined to the VSUB. The time that the lesion group spent in the drugpaired side was significant decreased [(93.1±26.0) s] compared with both sham group [(10.1±4.5) s] and control group [(5.1±4.1) s]. (P

【Keywords】 conditioned place preference(CPP); hippocampus; electrolytic lesions; morphine dependence; drug craving

【摘要】 目的: 研究損毀腹側海馬下托(VSUB)是否能夠阻止成癮大鼠的條件位置偏愛. 方法: 雌性SD大鼠,經過嗎啡強化訓練使其形成條件位置偏愛(CPP). CPP形成并穩定之后,將大鼠分成3組: 損毀組20只,接受雙側VSUB的直流電損毀;假手術組10只,接受與手術組相同的手術操作,但不通電流;空白對照組10只,不作任何處理. 經過5 d的恢復,3組大鼠再次測定CPP 時間,確定其藥物渴求的程度. 結果: 行為學測試結束后,將樣本灌注切片進行組織學評定,損毀組腦片組織缺損位置局限于VSUB區域. 損毀組大鼠伴藥箱停留時間明顯減少[(93.1±26.0) s],相對于假手術組[(10.1±4.5) s]和空白對照組[(5.1±4.1) s]的大鼠在伴藥側停留的時間減少量有顯著性差異(P

【關鍵詞】 條件位置偏愛;海馬;電解損毀;嗎啡依賴;藥物渴求

0引言

藥物依賴是一種伴有心理的和神經生物學表現的慢性大腦功能紊亂. 大多數吸毒的患者都會在戒毒治療(消除了身體依賴癥狀)一段時間后由于心理依賴的驅使而復吸. 大鼠與人有著相似的復吸機制,主要有藥物引燃、心理應激、伴隨藥物的條件刺激(例如熟悉的環境和人等). Vorel等[1]在實驗中以Theta 波刺激海馬腹側下托(ventral subiculum, VSUB)可以誘發大鼠的藥物渴求,這一發現提示了VSUB在復吸發生中具有重要作用. 本實驗采用條件位置偏愛(conditioned place preference, CPP)時間作為衡量大鼠將藥物作用與環境相聯系的指標[2-3],通過對比VSUB損毀前后大鼠偏愛時間的變化,探討VSUB在嗎啡依賴形成過程中的作用.

1材料和方法

1.1材料成年雌性SD大鼠40只, 體質量220~250 g(由第四軍醫大學試驗動物中心提供);大鼠立體定向手術固定頭架(日本成茂公司SR5);有恒流輸出的刺激器、隔離器、損毀電極(不銹鋼材質,直徑0.2 mm,涂覆絕緣漆,尖端裸露0.5 mm)、嗎啡粉劑(青海制藥廠生產,使用前以蒸餾水溶解配制成1 g/L的溶液). 按文獻[4]的方法,大鼠的位置偏愛箱包括A, B, C三個獨立的箱體, 各箱體內地板材質及墻壁顏色圖案均不相同. 兩個箱中均裝有自動計時裝置,當動物進入其中時,連接在箱外的計時器開始計時,累加動物在其中所處的時間,同時計數器會增加一個數值,累加動物進入的次數,避免人為計時計數的誤差.

1.2方法

1.2.1地點偏愛的建立大鼠實驗前先單獨飼養于籠中,光照時間從上午8時至晚8時模擬正常晝夜交替(12 h/12 h). 每日進行4次適應性抓握,兩日后正式開始訓練.

訓練分① 前測試階段: 測試大鼠的自然偏愛,將有天然偏愛的大鼠從樣本中剔除. 測試時升起通道隔板,使三箱連通,大鼠從B箱放入,開啟自動計時裝置,記錄15 min內大鼠在A, C兩箱內分別停留的時間以及穿越次數. 測試期間,保證箱內光線、氣味的一致以及周圍環境的安靜. 測試結果記錄成表. 根據此階段的測試結果,選擇兩側偏愛時間相差100 s則認為動物產生了明顯的偏愛,低于此值者不入選樣本. 穿越次數低于20次的動物,說明運動不活躍,CPP測量值誤差較大,該動物剔除出樣本.

1.2.2動物分組將已經建立地點偏愛的大鼠完全隨機分配至三個試驗組. 損毀組(20只);假手術組(10只),只將電極插入,不做損毀;空白對照組(10只),不做任何處理,籠養5 d.

1.2.3陽極損毀大鼠10 g/L戊巴比妥鈉腹內注射(50 mg/kg),麻醉后固定于立體定向儀上,門齒桿位于耳間線下方3.3 mm,雙側VSUB顱骨表面投影點鉆孔,將損毀電極依照大鼠腦立體定位圖譜下至靶點,雙側坐標以Bregma為原點, AP -6.3 mm, ML ±5.2 mm, DV -7.2 mm[5],通直流電進行損毀,電極接直流電源陽極,電流(1 mA),通電時間30 s,完成后取出電極,縫合. 全部手術均保證無菌操作,防止動物發生感染. 動物術后恢復5 d,之后進行行為測試.

1.2.4術后地點偏愛測試與前述的地點偏愛測試方法相同,分別測試每只大鼠在A, C兩箱的停留時間,記錄成表.

1.2.5組織學檢查測試完成后,損毀組及假手術組大鼠在戊巴比妥鈉深度麻醉下以生理鹽水,10 g/L多聚甲醛混合10 g/L亞鐵氰化鉀,40 g/L多聚甲醛PBS溶液的順序依次灌注,取腦,做冰凍切片(冠狀,片厚60 μm),尼氏染色觀察損傷范圍.

統計學處理: CPP測量結果以訓練前后以及手術前后的白箱時間改變值作為統計量,數據處理使用SPSS10.5軟件,采用配對t檢驗及單因素方差分析(Oneway ANOVA),顯著性水平取α=0.05.

2結果

2.1組織學評定采用雙盲法,由第三人在顯微鏡下觀察神經缺損范圍,將損毀位置不準確或損毀區域過大過小的個體從樣本中去除. 損毀位置組織學觀察: 損毀組損毀范圍較準確的局限于雙側VSUB區域內,損毀區內神經元及周圍組織包括路過的纖維均已變性壞死,形成空洞,空洞周圍組織鏡下未見異常. 這樣的損傷在以Bregma為原點,AP 5.80 mm~7.02 mm范圍內均能被觀察到. 假手術組僅見針道附近輕微損傷,VSUB區域除針道外并無明顯改變(圖1).

圖1腹側海馬下托損毀范圍組織學檢查

2.2CPP測試大鼠在7 d的訓練完成后,測定一次術前偏愛,各組大鼠在白箱停留時間增加值為(169.0±23.2) s,經檢驗,P

3討論

本實驗觀察到手術損毀VSUB對于抑制嗎啡成癮大鼠的位置偏愛有著明顯的作用,并且從另一個角度支持邊緣系統的谷氨酸能神經元在復吸表達中的重要作用. 條件位置偏愛是用來衡量藥物獎賞作用的一項指標[2]. 藥物心理依賴的形成過程,是給藥激活獎賞環路產生欣形成頑固記憶的過程. VSUB是海馬重要的輸入輸出結構,與許多腦區既有傳入又有傳出纖維的聯系,這些腦區有些與獎賞環路關系密切,有些則是大鼠感受外界信息的主要傳入部位. Vorel等[1]發現刺激VSUB區可誘發大鼠的藥物渴求,在本實驗中損毀VSUB區會使大鼠對伴藥側的偏愛程度明顯減輕,提示VSUB在藥物渴求的產生中起著重要作用. 另外Meyers等[6]發現損傷海馬的背側可以抑制CPP的形成,而損傷腹側則作用不明顯,說明海馬的背側相對于腹側更多參與了藥物成癮的獲得過程. 上述研究提示海馬作為學習記憶環路中的一環,不管是在藥物渴求的形成過程還是藥物渴求的發生中,都起著極其重要的作用.

對于防止復吸而言,阻止藥物渴求的表達是關鍵. 阻止渴求表達有兩種途徑,一是去除有關渴求的記憶內容,另一個就是阻斷渴求記憶的提取表達過程. 實驗雖然證明了大腦是將用藥感受的記憶和對藥物的渴求單獨存放在一個區域的,但對藥物渴求的記憶究竟存儲在哪里?它是與其他記憶混合存放還是單獨儲存?現在都還沒有很確實的研究結論,所以第一種途徑就無法實現[7]. 而環境暗示所誘發的渴求的表達,海馬及VSUB可能參與其中. 損毀這個環節,使渴求無法提取并表達,就能起到阻止復吸,戒除心理依賴的效果. 普通遺忘是因為大腦提取機制暫時失效引起的,而損毀VSUB阻止渴求表達卻是永久的,不可恢復的. 相對于平時的遺忘,這種損毀所引起的結果對于消除渴求防止復吸來說正是我們希望得到的.

當然,對于VSUB的功能,一定不僅僅限于是藥物渴求的提取通路,我們的實驗所能說明的可能只是其許多功能中的一種. 鑒于海馬在學習記憶中的重要作用和不可替代的位置,單純觀察損毀VSUB對藥物渴求的影響是遠遠不夠的. 損毀VSUB會有較嚴重的副作用么?這種損傷究竟對大腦功能有多大影響?這種影響相對于濫用藥物引起的危害究竟誰輕誰重,還需要進一步深入探討,也是決定該方法能否作為一種治療方法的關鍵. 這些問題我們將在今后的工作中進一步研究.

【參考文獻】

[1] Vorel SR, Liu XH. Relapse to cocaineseeking after hippocampal theta burst stimulation [J]. Science, 2001,292:1175-1178.

[2] Bardo MT, Bevins RA. Conditioned place preference, what does it add to our preclinical [J]. Psychopharmacology, 2000,153:31-43.

[3] Herzig V, Schmidt WJ. Repeatedtesting of place preference expression for evaluation of anticravingdrug effects [J]. Amino Acids, 2005,28(3):309-317.

[4] 王慶豐,高國棟. 伏隔核的外殼部和核心部毀損對大鼠嗎啡覓藥行為的影響[J]. 第四軍醫大學學報,2003,24(9):773-775.

[5] Paxions G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates [M]. 1998 San Diego, CA: Academic Press.

海洋測繪技術范文3

【關鍵詞】 GPS 海洋測繪 精密定位及水深測量

如今,常用于我國海洋測繪工作中的傳統工作方法包括:羅盤定位與六分儀、測深桿、測深繩、測深鉛魚等,這些傳統的工作方法測量精確度較低且效率不高,只能進行粗略的海圖繪制,難以滿足高要求的探測工作的進行。為了解決此類問題,在遙感探測、聲波探測、衛星地位和激光探測等科學技術不斷成熟的今天,它們將逐步被應用于海洋測繪過程中,隨著這些技術的使用,海洋測繪技術也將逐漸向高效率、高精度、高現代化邁進。

1 GPS在海洋測繪的精密定位中的應用方法

目前,以中國沿海范圍內為區域的無線電指向標-差分全球定位系統(RBN/DGPS)已經投入使用。此系統的有效工作距離可以達到300公里,定位的精確程度可以保持在5米之內,很大程度上滿足了沿岸海道的測量大比例尺繪圖過程中導航與定位的要求。但對于要求高精度測量的區域而言,此系統依舊無法滿足水位更正方式的需求。而對GPS-PPK技術而言,此項技術在測量時具有很高的精密程度,而且在使用過程中數據鏈可以不用進行實時的通訊。

結合在海洋測量規范的要求,在綜合對設備運行的成本、測量高精度的要求、導航實時性的需求等許多實際問題考慮的前提下,進行精密海洋測繪中的定位工作需要結合RBN/DGPS和GPS-PPK技術,使用將兩者相互結合的技術方案。其主要工作流程是,首先經RBN/DGPS系統對實時的定位導航進行系統支持,提供誤差在3米之內的實時定位數據,之后再由雙頻載波對其載波的相位數據進行記錄并觀測所記錄的相位的部分測量[1]。

2 GPS在海洋測繪的水深測量中的應用方法

2.1 當前所使用的測量系統

眼下,最常使用的水深測量工作方式是使用多波束的水深測量系統。與曾經所使用的單波束系統的測量工作相比,這種方法所收集到的數據樣本能夠依據不同的水源深度直接獲得,而且能夠垂直于航道的方向之上。因此,使用多波束的水深測量系統能夠快速、精確地對相對寬度范圍中的兩側多點的水源深度進行測量,明確清楚地探測海底的地形地貌。在進行測量的過程之中,通過利用多波束的水深測量系統和使用GPS系統的定位對某點的水深進行測定,就可以快速對海底的地貌地形進行測量和繪制。

2.2 GPS與數字測深儀的實際應用

2.2.1 水深測量工作中的基本步驟與作業方法

水深測量工作主要是指通過承載測量船與作業系統進行測量作業進而獲得水深數據的工作過程,其工作系統主要由專業軟件和計算機、GPS接受裝置、數字探測儀等設備組成。工作流程可以分為測量前的準備工作、外業數據的收集工作、內業數據的處理工作、測量成果的輸出工作等幾個步驟。(1)測量前的準備工作。在進行水深測量的前期準備工作時需要注意一下幾個方面:第一,對GPS-RTK基準站進行架設時,其位置應選擇在測量范圍內的中心區域,要求處于視野開闊切地勢較高的位置;第二,借助已知測量區域內的兩處WGS84坐標與北京54或西安80坐標,計算出所需要轉換的參數;第三,使用加密方法對已有的測量斷面進行重新設置,初步布設水深測量的作業線[2]。(2)外業數據的收集工作。在進行此項工作是要注意一下幾點:第一,要排除如參數錯誤等能夠引起基準站進行坐標轉換計算出現誤差的因素,對基準站的坐標進行校驗;第二,對測量深度系統中的各項設備進行連接,完成測量儀器與更正天線的偏差、接受裝置的數據格式、定位儀的接口和測深儀配置等校準和連接工作,之后才可開始進行測量工作。(3)內業數據的處理工作。內業數據的處理工作主要是指通過相應的處理軟件對所收集到水源深度的測量數據進行分析和處理,進而形成詳細的水深分析的統計報告、水深圖等測量的實際成果,并將其進行輸出形成文檔。

2.2.2 GPS-RTK在水深定位中的應用

由于GPS-RTK技術坐標系統的設定主要是使按照當前所提供或要求的坐標系來進行的,在使用此技術進行水深定位的測量過程中,首先要對參數進行計算求解,之后才能夠將各坐標的數據進行比較分析。所以這就要求在進行水深定位的工作中,在架設基站時要選擇在地勢高的房頂或山頂之上,通過各個移動站對已知坐標點的實際測量之后,使用相應軟件對坐標進行求解轉換,進而得出測量區域內的坐標系數。

3 海洋測繪工作中水深測量的精確度分析及誤差來源判斷

在使用無驗潮的方法進行水深測量的工作時,鑒于船體搖擺、RTK的高程可靠性、采樣速率、同步時差等不確定因素會對測量的結果精確度產生很大程度上的影響,由于這些因素所產生的誤差會比RTK定位所產生的誤差數值高出不少,因此對提高無驗潮方法進行水深測量的精度產生了很大程度上的制約與影響[3]。

對于船體的動態吃水與搖擺姿態的更正而言,可以通過使用電磁式的姿態儀對船的姿態進行修正,其中包括位置修正與高程修正。船在行駛的過程在其橫擺、縱擺和航向等具體的參數都能夠借由姿態儀進行輸出,同樣依靠其測量的專屬軟件進行對此類參數進行修正。另外,對于船體動態的吃水數據而言,在進行更正時可以依據其靜態吃水和探測船的自重下沉以及顛簸程度的總和取平均值,進而以滿足探測時的誤差修正。

4 結語

在海洋測繪的精密定位及水深測量的工作過程中,GPS技術以其極高的應用價值和巨大的優勢,應該得到大范圍的推廣和利用,特別是對內陸的水域與近海海洋的測量工作而言有著更為寬廣的發展與應用前景。

參考文獻:

[1]張繼帥,李金生,張曉舒.GPS在海洋精密定位及水深測量中的應用[J].中小企業管理與科技(上旬刊).2009.

海洋測繪技術范文4

關鍵詞:水位站;水位觀測;平均海平面;理論最低潮位面;測深;GPS-RTK無驗潮

Abstract: 1:10000 underwater topographic surveying and the deep-water shoreline surveying pre-production project in the Ningbo City are introduced. Some viable experience in pre-production process and key technologies are summarized and discussed.

Keywords: hydrometric gage;hydrometric observation;mean sea level;theoretically lowest tide level ;bathymetric survey;GPS-RTK without tidal observation

中圖分類號:P332.3文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)

1 引言

為加快推進省委省政府關于“發展海洋經濟,建設海上浙江”重大戰略部署,省政府專門就海洋測繪下發了《關于切實做好全省海洋測繪工作的通知》,明確全省海洋測繪工作是省重點專項工作,明確全省海洋測繪工作由省測繪與地理信息局統一組織實施,統籌安排全省海洋測繪的項目實施,負責編制全省海洋測繪工作方案并對全省海洋測繪工作進行了全面部署。寧波市域海洋測繪工作是全省海洋測繪工作的重要組成部分,也是建設海洋經濟強市的重要保障性工作。項目年度計劃經省測繪與地理信息局批準后實施。為了更好的完成寧波市域海洋測繪與調查工作,采取有效的工作方法和手段,提供可靠數據,寧波市于2011年8月

開始啟動了試生產,我公司本次的試生產項目為1:1萬比例尺水下地形測量和深水岸線調查。

2 數量與時間參考

本次完成1:1萬的水下地形測繪面積310.6km2,測線701條,檢查測線21條,總長度2376.1km;深水岸線調查24.8km。本次作業時間為年9月3日至12月18日, 實際作業時

間約105天,其中外業45天,內業60天。外業數據采集可達到8 km2/日,其中水下地形測量10km2/日,潮間帶測量2.6 km2/日;內業數據編輯約5 km2/日(不含入庫);海上岸線調查15天,岸線調查測2 km/日。

3 臨時水位站的布設與觀測

本次水域控制面積300多km2,含有內港、航道、外海,潮流復雜,海面受潮汐、氣象等影響起伏較大,根據潮位站布設的密度能控制全測區的潮汐變化,相鄰潮位站之間的距離滿足最大潮高差小于1m,最大潮時差小于2h,潮汐性質基本相同的原則,共布設了12個臨時水位站,平均相鄰站之間距離約15km。臨時水位站的水位觀測采用自記水位儀或水尺、或同時使用兩種方法進行觀測,同時使用兩種方法進行觀測的,以自記水位儀的觀測數據為準,以人工驗潮作為檢核修正。

本次測量區域包括金塘水道、大榭島水域、螞蟻島水域和佛渡島水道,臨時水位站布設位置見圖3.1。表3.1是對相近幾個臨時水位站的觀測數據統計分析,關系中有的臨時水位站在采用水位三角分帶改正中并不具有一定的關聯性,只是作為測繪整體區域臨時水位站布設的分析。

圖3.1 臨時水位站位置布設圖

表3.1 臨時水位站數據統計分析

由表3.1可以看出,統計中最遠的臨時水位站之間距離約為80km(金塘大橋~三山大閘),最大潮高差相差最大的為0.72(白峰~三山大閘),最大潮時差相差最大的2h(金塘大橋~螞蟻島)。從對所布設的臨時水位站的水位觀測數據分析來看,本次用于三角分帶水位改正的臨時水位站布設均符合要求,從整個數據也可以看出,外海(水道)與內港、處于南北位置的潮時差變化比較大。

4 臨時水位站基準面選擇與理論最低潮面的確定

根據長期或短期水位站推算臨時水位站的平均海平面,確定深度基準面(采用理論最低潮位面),是非常重要的一個工作。為統一各水位站的水位資料,本項目實施過程中將各水位站的水位資料(即水位觀測起算基準)統一歸算至1985國家高程基準。

本次收集了定海、鎮海、湖頭渡3個長期驗潮站資料,并全部采用2年以上連續水位觀測數據,采用同步觀測水位平均值,計算與臨時水位站同步觀測時間內的平均海平面與其多年平均海面的差值,然后將此期間的短期平均海面加上改正數求得本期間的平均海平面,再根據臨時驗潮站與長期站同步觀測的數據(本次各臨時水位站同步觀測時間不少于10天),采用同步傳遞法確定其平均海面。

根據定海站已知的理論最低潮位面,采用弗拉基爾法計算長期驗潮鎮海、湖頭渡的理論最低潮位面,計算公式如下:

式中:表示求極小值運算符;

,為分潮相角;

負號“-”使求得的相對平均海面的深度基準垂直偏差表達為正值;

為分潮交點因子與分潮振幅的乘積;

和為、、、、、、、、、、、、等13個分潮的調和常數和節點因數;為分潮的相角,它的變化從0至360。

根據已知的3個長期水位站的理論最低潮位面,采用兩點內插法確定臨時水位站的理論最低潮位面,計算公式如下:

L=(DBLA+DALB)/(DA+DB)

式中:L-臨時水位站深度基準面至其平均海平面的高度;

LA、LB-已知A、B兩個水位站的深度基準面至其平均海平面的高度;

DA、DB-在同一比例尺圖上分別量取的臨時水位站到已知A、B站的垂足間距離。

5 水下地形測量

5.1定位與測深設備的選擇

本項目定位利用NBCORS采用雙頻GPS接收機,測深全部采用單頻數字測深儀,區域內最大深度達130多米,為驗證單頻數字測深儀對深度達到100米的測深精度,后用雙頻數字測深儀進行檢查,其檢測結果對比如下表:

由此可看,對比誤差均小于0.02H,采用單頻測深儀還是可行的。

雙頻GPS接收機在使用前進行了定位對比檢查,單頻數字測深儀進行了一致性檢驗和穩定性測試。測量時根據不同深度通過檢查板對測深進行了檢驗。

5.2測量船只、船速的選擇

為保證測量精度,增強船體平臺穩定性,減少因海浪對船體產生縱、橫搖,本次選擇了30噸級的船舶作為測量船。

在一般的作業區船速選擇在5節,在漲潮和退潮的潮流方向、深度大于30米地區,船速控制2~4節。

5.3數據處理

對采集數據的后處理是保證數據精度的一個最重要過程之一,本次項目主要進行了潮位改正、聲速改正、動吃水改正、靜吃水改正。初始聲速改正在測量時進行了相應的改正,根據測量海水的不同深度,取其一中間值,設置為1517m/s。由于不同的海域,海水的溫度、鹽度、介質也不相同,所以應該在測量時根據不同的深度采用不同的聲速進行改正,但此方法在實際作業過程中很難實現,因此本項目根據外業以不同深度,采集同聲速進行測定改正數,按聲速公式進行計算,在數據處理軟件中進行水深批量改正。

依據檢查線統計,本次測量在20米內的測深誤差在0.2米內的占81.7%,粗差只占0.2%,在大于20米深度,深誤差在0.4米內的占81.7%,84.1%,粗差占0.6%。

6 GPS-RTK無驗潮水下地形測量

本項目在確定采用驗潮方式進行測量時,也在采用無驗潮方式進行檢驗,本次采用NBCORS直接記錄測深點的三維坐標,高程轉換采用NBCORS中心的坐標轉換軟件進行。

選擇金塘水域、大榭水域及螞蟻島水域部分數據進行無驗潮數據處理,數據處理時沒有進行消浪處理,對測深數據進行了聲速改正。高程對比精度統計如下表:

從15214個數據來看,剔除個別粗差,單從0.4米誤差(水深大于20米時,對比誤差與深度關系式ΔH ≤0.02H )來看,98.6%數據滿足規范要求,所以采用NBCORS以無驗潮方式進行水下地形測量可以滿足精度要求。

7 結束語

(1)本次試驗區的水位站布設合理,在采用三角分帶水位控制進行水位改正的情況下,根據一些相關的驗潮站比較,所布設的臨時水位站還可以適當再減少,但在外海與內港或航道等銜接處、地形變化區域(山嘴等)地方,應布設臨時水文站。

(2)在水下地形測量時,應該選擇合適的船只,過大在轉彎、航道狹窄,礁石多等情況下行駛不方便,過小又由于風浪原因會造成不穩定。

(3)在水下地形數據采集時,根據風速、漲、退潮等情況,制定合理的行駛速度,以保證水深數據采集的準確性。

(4)在進行數據處理時,進行正確的聲速改正、潮位改正、動吃水、靜吃水的改正。

(5)在CORS快速發展的今天,擴展應用領域,更好的發揮利用此項資源。本次采用的無驗潮與有驗潮測深數據的比較來看,均可以達到精度要求,從數據的比較來看,兩者的差值屬于偶然誤差(隨機誤差)并不具有一定的系統誤差變化趨勢。根據NBCORS的大地水準面精化的情況來分析,應該隨著距離陸地遠近的變化而造成高程精度也隨同樣的趨勢而變化,但在本次實驗過程中,高程誤差的變化并不十分明顯,并沒有隨著遠離陸地而有明顯的降低,這個原因也可能是由于測區邊緣距離陸地(大約15km)還不夠遠,所以影響不大。

采用NBCORS進行無驗潮水下地形測量,精度較高,可有效降低成本,提高工作效率。

測量時部分地區數據鏈信號不好,時斷時續,針對對信號不好的區域采用不同時間段重新測繪的方法進行解決。

參考文獻:

[1]水運工程測量規范;

海洋測繪技術范文5

關鍵詞:海洋測繪精密定位;GPS;水深測量;應用

Abstract: with the rapid development of technology, the ocean of surveying and mapping technology equipment has made a lot of improvement. The global positioning system (GPS), have all-weathe, high precision and so on characteristics. In the sea water depth and precision positioning in the measurement of a wide range of applications. In this paper the author discusses the GPS in the sea water depth measurement precision positioning and the operation principle of the measurement method and.

Keywords: Marine surveying and mapping precision positioning; GPS; Water depth measurement; application

中圖分類號: P716+.11文獻標識碼:A 文章編號:

隨著科技的快速發展,人類對地球科學的研究有了巨大的發展,也開始日益深入的對海洋進行研究。海洋測繪面臨了大量的深海水下地形測量、海圖測繪,以及近岸淺海地區港口工程施工、海底灘涂測繪、航道測量、港口清淤等工作。我國在海洋測繪工作中常用的傳統測量方法,如測深鉛魚、測深桿、六分儀和羅盤定位、測深繩等很難完成當前的各種工作,這些測量方法效率低下而且精度太差。利用傳統的方法和儀器只能粗略的繪制海圖,很難完成較高要求的探測工作。隨著衛星定位、遙感探測、激光測深和聲波測深等技術的日益成熟,這些技術被廣泛的應用海洋測量,逐漸的走向了現代化、高精度和高效率的時代。

1海洋測量精密定位中運用GPS定位的方法

由交通部海事局組建的中國沿海無線電指向標差分GPS定位系統(RBN/DGPS),已經正式的投入使用,系統由20個基準臺站組成,達到了300km有效工作距離,把我國海道測量的工作區域基本覆蓋,定位精度在5m以內,能夠滿足沿岸海道測量大比例尺繪圖對定位和導航的精度要求。但其測高精度同樣無法滿足基于GPS技術的水位改正方法的需要。GPS-PPK技術也就是雙頻GPS動態測量數據的事后精密處理技術,已經發展的十分成熟,有著極高的測量精度。而且GPS-PPK技術工作中也不需要數據鏈進行實時通訊。

本文筆者結合海洋測量規范要求,在考慮大地高精度要求、實時導航的需要、設備運轉成本等諸多因素的情況下,精密海洋測量的定位工作系統要結合GPS-PPK動態數據后處理系統與實時導航定位系統即無線電指向標差分GPS定位系統(RBN/DG-PS),采用這種兩者相結合的技術方案。工作流程圖1所示的那樣,由RBN/DGPS系統提供實時導航定位的支持,提供定位數據精度超過±3m的實時定位。由雙頻載波記錄載波相位數據,同時觀測部分相位測量。進行數據后處理時,計算出的水平位置可以精確到米級精度,同時用于改正水位的GPS大地高也在這時可以計算出來。大地測量型雙頻GPS接收機要配置到每個基準站,使用筆記本或者臺式機就可以完美測量數據的直接采集。

圖1精密海洋測量設備示意圖

GPS測量技術應用范圍越來越廣,它突破了傳統海洋測繪的空間限制,從而成為控制測量、海岸地形測量、高精度的海洋定位不可或缺的有效手段。

借助差分GPS技術,還能完成海洋石油鉆井平臺和海洋物探定位的工作。開展海洋物探定位工作時,一般都是先在附近海岸設置好一個固定的基準站,把差分GPS接收機安裝到兩艘不同的地震船上。有一艘地震船按照預定線路在前面行進,通過行差分GPS導航和定位系統,每隔一定的時間或者一段距離,向海底巖層發出人工控制的地震波,而另外的一艘地震船跟在后面接收地震反射波,把GPS定位的結果詳細地記錄下來。在地層內,地震波具有傳播的特性,借助分析這一特性,可以對地層結構進行準確的研究,借以尋找到具有豐富石油儲存的儲油構造。接著分析地質構造的特點,尋找合適的鉆孔位置。根據預先設計的孔位,借助差分GPS技術,能夠準確快捷地建立安裝鉆井平臺。操作的過程中,是在海岸基準站和鉆井平臺上設置GPS系統,把GPS天線安裝到鉆井平臺的四周,信息通過四個天線的接收匯入到同一個接收機,基準站觀測的數據,通過數據鏈電臺也傳送到鉆井平臺的接收機上。利用鉆井平臺上的計算機將五組數據進行同時處理,這樣就能計算出平臺的傾斜、旋轉和平移,就可以對平臺的可靠性和安全性進行實時的檢測。

2利用GPS技術精密測量水深的方法

2.1水深測量中應用多波束水深測量系統

在當前的水深測量工作中最為常用的方法就是運用多波束水深測量系統。相比于以往的單波束采集系統的測量工作,每一次多波束水深測量系統的采樣,垂直于航道方向上的數以百計,不同水深的數據都能直接的獲取。因此,能夠精確和快速地測量一定寬度范圍內測線兩側多個點的水深,清晰準確地對海底地貌進行探測。在測量過程中,利用GPS定位和多波束水深測量系統測定該點的水深,就能快速測繪海底地貌。如圖2所示,展示了多波束測深系統是如何進行工作的。

圖2多波束測量系統發射接收波束示意圖

2.2數字測深儀和在水深測量中的應用

2.2.1水深測量的基本作業方法及步驟

主要通過作業系統和承載測船,實現水深測量的作業過程,數字測深儀GPS接收機計算機及專用軟件等構成了作業系統。工作流程包括以下幾個階段:測前準備采集外業數據處理內業數據輸出成果等。

(1)水深測量前期準備工作:第一,架設RTK基準站,基準站要選擇架設在探測區域的中心地帶,位置較高,視野開闊的地方。第二,點校正是借助1980西安坐標或1954北京坐標,和已知的測區兩點的WGS84坐標,求出轉換參數。第三,測深作業線的初步布設。如果要重新布設已有測量斷面,可以采用加密的方法。

(2)采集外業數據。第一,檢驗基準站坐標。排除基準站坐標轉換過程中出現的誤差因素,如參數錯誤等。第二,連接測深作業系統,并啟動。要完成以下工作:測深儀與定位儀接口測深儀配置接收機數據格式改正天線偏差等。完成校正后,接下來才能進行測量。第三,水深測量原理:水深Zm=Z+ZO,水底高程H底=H-(h+Z)。Zm為繪圖水深,ZO為設定吃水,Z為測得的水深。水底高程為H底,H為RTK測得的高程,h為測深儀探頭到GPS天線的高度。

(3)處理內業數據。處理內業數據指的是對水深測量數據利用相應數據處理軟件進行處理,制成水深圖和水深統計分析報告等所需要的測量成果,并輸出成果。

2.2.2GPS-RTK水深定位

選擇好坐標系。依據業主要求或所提供的當前已知點的坐標系進行坐標系統的設置采用動態GPS-RTK方法,先參數求解,再進行坐標比對將基站擺設在地勢較高的山頭或房頂上,移動站實地測得各個已知點的坐標,用坐標轉換軟件求解出測量范圍內坐標系的轉換參數(四參數)。

3水深測量誤差來源及精度分析

水深測量工作中采用無驗潮方式時,由于RTK高程的可靠性、船體的搖擺、同步時差、采樣速率等因素會極大地影響測量結果的精度,這些誤差要比RTK定位誤差高出很多,這一情況嚴重地制約了提高無驗潮方式水深測量精度。

3.1RTK高程可靠性

在測量水深的過程中,RTK高程的可靠性問題是一個不可避免的問題。在作業之前,可以比較人工水準觀測與使用RTK測量的水位,對其可靠性進行判斷。要想保證作業的精度,可以利用已經采集的RTK高程信息數據,提前繪制水位曲線圖。對曲線的平滑程度進行仔細的分析,尋找RTK高程是否存在部分點或單個點急劇降低或升高的情況,然后對個別高程點出現的錯誤信息進行修正。

3.2船體搖擺姿態和動態吃水的修正

可用電磁式姿態儀修正船的姿態,修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、縱擺和橫擺等參數都可以通過姿態儀輸出,借助專用的測量軟件可以修正這些參數。動態吃水改正是船體自重下沉加上測深船的靜態吃水深度和顛簸的總和,得到的是一個不定值,往往都是平均值。

3.3延遲級采樣速率造成的誤差

瞬時采集的密度和精度受到GPS定位輸出更新率的影響。目前,采用RTK方式一般情況下都可以達到20HZ的GPS輸出率,而不同品牌的探測儀在輸出速度上存在很大的區別。數據輸出的延遲差距也很大。因此,水深數據的測量時刻和定位數據的定位時刻的時間差導致定位延遲??梢栽谛U舆t中進行修正,修正量可以使用經驗數據,也可以利用計算斜坡上往返測量結果得到的數據。

4結束語

海洋測繪技術范文6

【關鍵詞】:地形測量;測繪技術;自動化技術

【 abstract 】 : along with the computer and the development of network technology and intelligent measuring instrument of surveying and mapping technology automation technology also changed a lot, from the past electronic range finder, the theodolite, water level and China gradually to a 3 g technology, digital camera measuring technique and artificial intelligence technology rapid development, and to promote the surveying and mapping technology of automation technology constantly updated, surveying and mapping technology is headed in automation, The Times, the Internet and digital direction of development, topographic more accurate, more simple and more convenient.

【 keywords 】 : topography measurement; Surveying and mapping technology; Automation technology

中圖分類號:P2文獻標識碼:A文章編號:

1.地形測量的概述

1.1地形測量學的研究是測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。為了滿足城鎮的規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設,以地形測量的方法可以提供不同比例尺的地形圖。

1.2地形測量的類型

1.2.1控制測量,控制測量是測定一定數量的平面和高度控制點,為地形測圖的依據。平板儀測圖的控制測量通常分首級控制測量和圖根控制測量。首級控制以大地控制點為基礎,用三角測量或導線測量方法在整個測區內測定一些精度較高、分布均勻的控制點。圖根控制測量是是在首級控制下,用小三角測量、交匯定點方法等加密滿足測圖需要的控制點。圖根控制點的高程通常用三角高度測量或水準測量方法測定。

1.2.2碎步測量,碎步測量是測繪地物地地形的作業。地形特征點、地形特征點統稱為碎步點。碎步點的平面位置常用極坐標法測定,碎步點的高程通常用視距測量法測定。按所用儀器不同,有平板儀測圖法、經緯儀和小平板儀聯合測圖法、經緯儀測圖法等。他們的作業過程基本相同。測圖前將繪圖紙或聚酯薄膜固定在測圖板上,在圖紙上會出坐標格網,展會出圖廓點和所有控制點,經檢核確認點位正確后進行測圖。測圖時,用測圖板上已展會的控制點或臨時測定的點作為測站,在測站上安置整平平板儀并定向,然后用望遠鏡照準碎步點的方向線,再用視距測量方法測定測站至碎步點的水平距離和高程,按測圖比例尺沿直尺邊沿自測站截取相應長。即可測繪出地形圖。

2.測繪技術

地形測繪是研究地球局部性狀態和大小,并且將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地面表像高低起伏形態和地面附屬物的特征、點和平面位置以及高程,通過相對的數據進行處理、采納一定的測量標志按一定的比例縮放繪制在圖紙上。以此獲得與相對地面幾何圖形相同的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。通用的測繪類型包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監測5個部分。現代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。

3.自動化技術

測繪自動化是集中數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機技術的飛速發展及測量儀器的智能化,測繪技術的自動化也隨著技術的不斷革新發生了變化,主要以3S技術以及集成技術為內容成為測繪技術自動化的核心。

3.1作為全球定位系統的GPS技術,是美國20世紀70年代開始研究開發的,經過20年的研究探索,于1994年3月全面建成,隨著這幾十年的發展,全球定位系統已經有了很大的發展,GPS技術在發展中為我國的各項事業提供了很多幫助。GPS組成主要有三部分,三者之間相互配合共同完成各項工作,他們分別是指地面控制部分,用于測量和調控定位系統、空間部分,具有24顆衛星,用于具體的工作和服務用戶,裝置部分,用于收發定位系統發出的信號,由于三者的有效合作,可以順利完成工作要求。全球定位系統在地形測繪中不止僅限于陸地上的各種測繪運用,它還包括在海洋和航空航天中的應用,以此保障人類在探測海洋地形中正常的進行海上工作。全球定位系統在地形測繪中的特點主要有:測站之間無需同時,但上空應開闊,保證GPS信號接收;定位進度較高;觀測時間短,節省測繪時間;提供三位坐標;操作簡便和全天候作業,因此GPS能夠得到廣泛的運用。

3.2地理信息系統亦稱土地測量信息技術,是通過系統測量確定和調查土地及其上附屬物的權屬、位置、數量、質量和利用現狀的測繪工作。為土地管理、土地稅收及其它經濟建設,提供測繪保障。地理信息技術的測量主要內容包括:地籍控制測量;地形圖測量;區劃及權屬界線;界址點、權屬范圍面積測定;權屬物情況調查;地籍圖測繪等。地籍信息是土地信息的一部分。

3.3 隨著計算機網絡技術和現代測繪技術自動化的快速發展,通過測量并繪制紙質地圖的繪制理念已經不存在了,地形測繪得到了更深遠的發展。種類多、用途廣、準確性更強。例如數字化、遙感影像資料在測繪中也得到了廣泛的應用。我國通過遙感技術完成相關的測繪工作的實例有很多,并借助在國外的技術狀態發展下,推出相關4D產品模式,為我國的地形測繪工作發展提供了多方面的幫助。當前,國內很多測繪機構部門正在進行信息化工作,通過現代化手段完成現代化的地形測繪資料,國家測繪局也在遙感技術的幫助下進行多種比例的基礎地理信息數據庫的建設。遙感技術借助雷達衛星全天時、全天候及不易受其他惡劣環境影響的特點,通過立體攝影的方法幫助測繪人員獲取測繪地面的三維信息,讓人們更加直觀的了解到測繪地形的特征。

3.結論

據上所述,我們明白了測繪技術的自動化更加明確了地形測量的發展和創新方向,主要解決了地球的自然與社會現象,解決人口、資源、環境和災害等社會可持續發展中的重大問題,為土地、海洋及工程的規劃和經濟、國防建設提供技術和數據保障。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化的不斷更新,相信在不久的將來我們能看到測繪技術自動化發展更進一步的發展。

【參考文獻】

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[2].海洋測繪詞典編委會.海洋測繪詞典.北京:測繪出版社,1999

[3]李淑燕.淺談數字化測繪技術和地質工程測量的發展應用[J].科技信息.2009.25:p37.

[4]張德軍,皺順平.淺談土地測繪技術的發展[J].山西建筑.2009.35(29):p355-356.

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