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1、本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 ( (论论 文文) )无验潮测深深度基准面的确定方法无验潮测深深度基准面的确定方法The Way to Confirm Depth Datum of No Tide Sounding学 院 ：专业班级 ：学生姓名 ：学 号：指导教师 ： 2013 年 6 月淮海工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书淮海工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文） ，是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2.本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3.本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究过程中没有抄
2、袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。毕业设计（论文）作者签名：年 月 日毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）中文摘要无验潮测深深度基准面的确定方法摘 要：海洋测量中深度基准面是图载水深的起算面，深度基准面的确定是海洋测深的基础工作。目前，随着 GPS 与海洋测深技术的不断发展，GPS 与数字测深仪相结合的无验潮测深技术已广泛应用于海洋测量中。本文论述 GPS 无验潮测深技术的基本原理及常用方法；考虑到无验潮测深区域与长期验潮站的高程异常差距，分两种情况论述了无验潮测深深度基准面的确定方法：当测深在长期站附近时，
3、直接求取该验潮站的深度基准面大地高并采用；当测深离长期站较远时，测深区域附近布设短期验潮站，两站利用 CORS 进行同步水位观测，确定短期站深度基准面值，测深区域则采用该深度基准面。给出了无验潮测深情况下，从 GPS 实测的大地高转换到以深度基准面为基准的图载水深的计算方法。关键词：无验潮测深；深度基准面；深度基准面传递；图载水深计算毕业设计（论文）外文摘要毕业设计（论文）外文摘要The way to confirm depth datum of no tide soundingAbstract: The depth of the water is calculated form the de
4、pth datum in marine surveying, determining the depth datum is the basic work in marine sounding. With the development of GPS, it can measure a high precision 3d coordinate in real time, the accuracy of the coordinate can achieve centimeter level, which can meet the requirements of marine sounding. W
5、ith the development of sounding technology, no tide sounding has been widely used in marine sounding. In this paper, we will discuss the basic principle of no tide sounding; analysis the commonly used method to calculate depth datum; we first calculate the depth datum in the tide station for a long
6、time and pass it to temporary tide station, so we can have a unity depth datum, and we should research the relationship between vertical benchmark. Under no tide sounding ,we must design an algorithm with which we can transform ellipsoid height to chart height. Keywords: No tide sounding; Depth datu
7、m; Depth datum conversion; Calculation of chart height目 录1绪论 .11.1 课题研究意义 .11.2 国内外研究现状及发展趋势 .11.3 本课题研究的内容 .22水深测量原理以及误差分析 .22.1 海洋水深测量 .22.2 误差分析 .33GPS 无验潮测深技术.53.1GPS 在海洋测绘中的应用 .53.2GPS 无验潮测深原理及常用方法 .74深度基准面 .104.1深度基准面简介 .104.2深度基准面发展 .114.3深度基准面概况 .124.4海洋无缝垂直基准的构建 .125深度基准面的计算 .135.1海洋潮汐 .135
8、.2深度基准面的计算 .156无验潮测深深度基准面的确定以及误差分析 .186.1 测深区域离长期验潮站较近时深度基准面的确定 .186.2 测深区域离长期验潮站较远时深度基准面的确定 .206.3 深度基准面确定的误差分析 .257GPS 无验潮测深图载水深的计算.258 算例分析.26结 论.29致 谢.30参 考 文 献.31淮海工学院二一三届本科毕业设计（论文） 第 1 页 共 31 页1绪论1.1 课题研究意义海洋水深测量是绘制海图最基本的工作。近年来随着 GPS 卫星定位技术的不断发展，由 GPS 定位系统跟数字测深仪结合的无验潮测深方法已在海洋测绘工作中取得广泛的应用。无验潮测深
9、不需要设立水尺进行水位观测，节约成本，能够消除由于人工水位观测带来的误差；并且无验潮作业模式不受白天黑夜的影响，每天随时都可以进行测深作业，提高测深作业效率；同时它还能得到一个即时水位，有效消除波浪等因素对船体造成的摇摆引起的测深结果误差。是一种比较好的海洋水深测量方法。我们通常所认知的海底深度都认为是从海面到海底的垂直距离，然而船体所在瞬时海面受到风浪、潮汐等各种因素的影响，海面会处于上下波动状态，那么我们在不同时间，不同地点测的到的水深数据就没有可比性，因此，我们就要构建一个统一的基起算面，最后的测深数据都要换算到这个基准面上，这样才以便于测深数据的处理与分析，这就是我们所说的深度基准面。
10、由于我国沿岸长期验潮站数量的有限性，每个验潮站潮位观测的方法可能不相同，以及计算深度基准面所采用的方法也不尽相同，因此，每个验潮站的深度基准面可能略有差异。并且，无验潮测深区域可能离已有长期验潮站比较远，测深区域的基准面可能与长期验潮站计算出的深度基准面不再同一等位面上，假如直接采用长期验潮站的深度基准面作为无验潮测深的深度基准面，可能对测深数据的处理分析有一定的影响。鉴于此，海洋无验潮水深测量作业时，所采用的深度基准面是至关重要的，确定出一个可靠稳定的深度基准面对无验潮测深数据的处理分析有着不可估量的作用。1.2 国内外研究现状及发展趋势我国通常根据验潮站多年的潮位观测，算出多年平均海水面并
11、且推算出深度基准面的位置。一九五六年以后，我国统一将长期验潮站的出现的理论最低潮面作为我国的海图深度基准面。无验潮测深时我国通常选择在测深区域附近沿岸建立一个短期验潮站，再对其进行水位观测，得出一段时期内潮位观测资料，由于时间条件受限制，短期验潮站的潮位观测资料还不足以用来计算一个稳定可靠的深度基准面。我们需要利用长期验潮站已有的稳定可靠的深度基准面资料，传递推估出所建立的短期验潮站的深度基准面位置，将其作为无验潮测深作业时应该采取的基准面。国外一些国家所采用的深度基准面也不尽相同，比如，日本采取的基准是东京灵岸岛验潮站多年观测水位的平均值；美国采取的基准是波特兰验潮站多年观测水位的平均值；澳
12、大利亚的大多数国家，比如挪威、德国等国家采用的海洋测量深度基准面是最低天文潮面。由于我国各个验潮站进行潮汐观测时所采用的观测手段不一致，导致各个验潮站算出的基准面可能有差异，这就会导致我们每个地方的海洋测深数据不能共享。假设我们淮海工学院二一三届本科毕业设计（论文） 第 2 页 共 31 页能够确定出一个海洋测绘中统一的垂直基准，对我们所测的资料成果共享甚至是海洋跟大陆的一些测量成果的拼接都有很大的意义。至今也有学者提出将海平面作为垂直基准。海道测量实践表明，不管是长期验潮站平均海平面的直接计算还是短期站平均海平面的传递都可达到较高精度。因此我们若把当地的平均海平面作为垂直基准，就可以获得用该基准起算的平均水深。当然，也有学者认为 WGS 参考椭球面也可以作为统一的垂直基准，可以将测的大地高转换为海图高。实际上也就建立了一个局域无缝的垂直基准面。1.3 本课题研究的内容本文前面主要介绍海洋水深测量的基本原理，以及 GPS 与数字测深仪相结合的无验潮测深的
