海洋测绘规范篇1
关键词：海洋测绘技术发展现状发展措施
1.我国海洋测绘工作发展现状
改革开放以来，通过各涉海测绘部门的大力合作，我国海洋测绘工作获得了很多重要成果，推动了国防和社会经济建设，同时也为我国海洋测绘提供保障。我国海洋测绘人才队伍通过长期发展和积累，逐步形成教学、科研和生产的全套体系，我国海洋测绘技术发展过程十分迅速，原来技术不成熟只是单一的进行海洋信息的获取，现在则将海洋信息探测与物理、电子科技等学科相融合；原来获取海洋信息的设备主要搭载在轮船上，现在则利用潜艇、航天技术等为深部探测提供良好的信息测量平台。随着信息科技的发展和中国工业进程的推进，我国的海洋探测设备水平有了很大的提高，配备了一大批具有自主知识产权的现代化海洋探测信息设备，基本实现了由手工探测到信息自动化的转变。
2.海洋测绘技术发展趋势
2.1水下综合定位与导航相融合
电磁波在大陆定位系统中发挥着极为明显的作用，它传播速度快、定位准确，但是并不适合海洋探测系统，因为电磁波在海水中衰变明显，传播极短的路程能量就会衰减殆尽。与电磁波相对应的是声波比较适合海洋探测，其在海洋中传播的能量损失微乎其微，因此它能很精准地进行海洋定位。为更好地将声学系统进行分类，可以将声基线距离作为分类的指标，根据其距离的大小分为超短基线系统（USBL/SSBL）、长基线系统（LBL）以及短基线系统（SBL）。USBL/SSBL定位较为精准，其精度可达二到三米，其构造为三个以上距离为两厘米的单元组成水听器基阵，通过处理信号传播到单元之间的相位差及斜矩来进行定位。SBL与测量船相结合，将水听器布置在船的下方，通过处理信号在水听器之间传播的时间差来定位，其精度为五米；LBL通过分析安放在海底的声信号源与测量设备的距离来定位，精度可达两米。
2.2海洋遥感信息技术
海洋遥感信息技术是电磁波与信息科技的有机结合，通过人造的特殊传感器接受和分析海洋散发出的电磁波，来进行海洋相关参数的测量，其中传感器可以安设在不同的设备上，如人造卫星、飞机等现代化的设施上。按传感器的工作形式可以分成主动和被动两种形式，主动式的传感器工作较为复杂，它是信息双向传达的过程，首先需要遥感器向海洋发射电磁波，然后由专门的接收系统海洋的反射，通过一系列的信息处理来获得海洋相关参数；被动式传递方式是单向的，传感器只是接受海洋辐射和散发的电磁波，通过分析这些信息，来获得海洋的探测数据。传感器是海洋遥感技术的核心，目前广泛采用的是陆地卫星装载多光谱扫描仪tm以及etm，它造价较低、操作方便，同时分辨率也较为理想，可以达到三十米左右。随着海洋探测技术的成熟和相关信息科技的进步，高度信息化和智能化的传感器会被逐步应用到海洋探测行业。
2.3多源多传感器信息融合
传统的海洋探测经常会采用单波束测深仪，但是其探测的准确性亟待提高，于是经过海洋技术人员的技术革新，将其进行升级和改造，逐渐发展成为目前广泛采用的探测技术――多源多传感器技术。发射阵是多源多传感器的核心构造，其一般安置在测量船的前端。基于声波系统的优越性，多源多传感器技术也采用声波系统作为信息传递的媒介，其通过发射阵向海洋发射一系列声波束，然后通过专门安置在船下端的接收系统进行发射声波的接受。再通过分析声波束的变化，来获取海洋信息。多源多传感器系统中可以采用振幅检测法，还可以使用相位检测法，通过相干原理比较换能器的两个接收单元间相位差，来分析波束到达角，为后续计算提供数据。
3.加强测绘工作发展的措施
3.1强化部门沟通与协调
当下我国海洋测绘工作比较复杂且艰苦，各部门的力量都不是很强，在能力达不到标准的状况下，必须要强化每个涉海测绘部门单位之间的沟通和合作，拧成一股绳，把分力变成强大的合力，提升海洋测绘工作效率，进一步为我国国防和社会经济发展贡献更多的工作成果。因此，有关部门应该根据相关法律法规制定和改进，明确军地双方的工作职责，将海洋测绘工作内容细致化，为实现各涉海部门的精诚合作铺平道路。与此同时，各部门要清楚各自的职责范围，避免出现职权交叉的情况，根据专业领域和测绘工作任务来开展军地分工和各涉海部门之间的任务分工。在测绘技术创新研究、装备使用、安全管理等方面进一步深化合作，扬长避短，只有如此，方可使我国海洋测绘服务保障发挥最大的优势。
3.2完善海洋测绘规划
国家有关部门要对海洋测绘工作给予更多的重视，军地两方共同合作，积极参与相关工作。由实际情况来分析研究，进而制定出一个统一的海洋测绘发展规划，设置科学恰当的阶段性实现目标，有条理有计划的推动海洋测绘事业的稳定发展。在现在海洋测绘工作面对迫切发展，同时有关部门合作参与行动的情况下，对海洋测绘工作开展统一的规划和布局，相互之间合作协调。有效降低测绘的无用功，提高共享水平。
3.3建立专业技术人才队伍
若要提高我国海洋测绘技术装备的创新能力，就必须要有相关的专业技术人才，特别是海洋测绘专业方面的。当下我国海洋测绘工作中专业技术人员比较少，人才的衔接和培养落后于时代的发展，这是目前阻碍我国海洋测绘工作顺利开展的最大绊脚石，大连舰艇学院开办的海洋测绘专业是我国海洋测绘工作起步较早的专业，像山东科技大学等地方性高校开设的海洋测绘相关专业时间很短，基本上处于初始研究阶段。武汉大学是专门培训测绘相关专业人才的重点高校，但是其中只是开设海洋测绘内容课程，并没有开设有关测绘的专业。因此，相关重点高校要努力提升海洋测绘学科在教学课程中的地位，适当开设海洋测绘相关专业，建立海洋测绘专业技术人才培养机制，这个工作亟待解决。
3.4技术装备的投入力度
增强海洋测绘技术装备的制造能力，加大相关装备的投入，进而推动海洋测绘技术的改进和创新，这是海洋测绘工作顺利开展的基本保障。加快海洋测绘高新技术的发展，改进原来的工作模式和信息采集形式，提高海洋测绘技术的升级、提升相关人员的技术综合素养。从业者和相关的技术部门要紧抓海洋测绘技术的最新进展，加大对遥感信息技术、多源传感器技术等代表国际海洋测绘的前沿科技的投入力度，借助中国航天科技的发展为海洋测绘技术的革新提供有力的平台。深化卫星遥感和海洋深水测绘等相关技术领域的协调合作。规范测绘技术标准和要求，努力推动海洋测绘的自动化智能化进程，研发先进的海洋测量装备，注重中远海综合测量船的制造。
4.结语
现在我国海洋测绘事业急需要发展创新，测绘技术的基础相对较弱，测绘工作很艰难，必须采取措施进一步强化。通过深层规范相关管理，统一和完善海洋测绘规划，强化相关海洋测绘部门的沟通协调，建立专业化人才培养机制，加大相应技术装备的投入，进而提高海洋测绘工作的服务保障能力，最终实现海洋测绘事业的稳定发展。
参考文献：
[2]李景光，阎季惠.美国国家海洋政策实施计划及其启示[J].海洋开发与管理，2013（10）：16-20.
海洋测绘规范篇2
【关键词】海洋测绘；海图学；课程建设
0引言
海图是一类国际性的特殊专题地图[1]。它以描述海洋及其毗连陆地区域为主，反映了制图范围内自然对象、社会对象的空间分布、相互关系及其动态变化特征[2]。海图学是研究海图理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学[3]，是古老地图学的一个重要分支。
20世纪60年代以后，海图学在理论、生产技术和使用方式等方面出现了一次由量变到质变的飞跃[4]，并随着计算机技术在海图领域的应用，出现了数字海图和电子海图等产品。与普通地图产品不同，海图的生产、、更新和应用执行由国际海道测量组织（iHo，internationalHydrographicorganization）、国际海事组织（imo，internationalmaritimeorganization）、国际电工委员会（ieC，internationalelectrotechnicalCommission）等制定的一系列国际规范和标准[5]，如：iHoS-57海洋测绘数据传输标准（iHoS-57transferStandardforDigitalHydrographicData）、iHoS-52海图内容和显示规范（SpecificationsforChartContentandDisplayaspectsofeCDiS，publicationS-52）等。1996年以后，电子海图开始全面替代纸质海图。2010年初，为了统一的地理空间框架，iHo又了S-100通用海道测量数据模型（iHoS-100UniversalHydrographicDatamodel），作为下一代海道测量数据源、数字产品以及服务的标准。
依据国际惯例，海图通常由各国海道测量官方机构（海军）负责生产、和更新[6]，虽然海图理论及生产技术历来是海洋测绘学科研究的核心内容之一，但是在民用领域对其研究不多。新中国成立后，中国人民海军司令部航海保证部（原海道测量部）与中国海事局（原交通部海运总局）共同承担了我国海洋测绘的管理职能，然而由于种种历史原因，海洋测绘形成了一个非常特别、独立的学科体系[7]。它横跨海洋学和测绘学二大学科，但又不从属于两者之一。60多年来，国内只有一所培养海洋测绘专门人才的院校――海军大连舰艇学院，一个科研单位――海军海洋测绘研究所，因而在我国民用海洋测绘领域留下了许多空白点。
随着建设海洋强国战略的实施，海洋测绘学科迎来了新的发展机遇。2010年，上海海洋大学开设了民用海洋测绘专业，并将《海图学》列入专业主干课程，也因此展开了相关课程的建设与实践。
1课程建设策略
海洋测绘专业在上海海洋大学是一个新专业，《海图学》和其它主干课程一样，需要在坚持学科特色的前提下，与学校特色相结合，通过完善师资队伍、教学环境和教材体系，改革教学模式和教学方法，提高教学质量，实现“特色、创新和务实”发展。
1.1坚持专业特色、学校特色，合理定位和规划海图学课程
海图是海洋地理空间信息的基础载体，它与海洋渔业、海洋环境、海洋科学、海洋技术等学科专业有着紧密联系。为了解决师资、教材等方面的困难，实现特色发展，需要以“聚焦、错位、合作”为原则，展开广泛的交流与合作，不断积累学术与科研成果，合理定位和规划海图学课程，形成具有特色的海图学课程体系。
1.2提高专业教师素质和能力，保证海图学课程建设和可持续发展
树立专业教师“教书育人”、“爱岗敬业”的职业精神，采用人才引进，外出进修，解决缺少专业教师的困难；通过以老带新，个人钻研与集体讨论结合、集中备课等方法，提高海图学师资的学术水平、教学能力和科研能力，为课程建设和可持续发展打下坚实的基础。
1.3注重教材建设，解决海图学课程建设的难点问题
高水平教材是海图学课程建设的基础，也是培育海洋测绘专业优秀人才所面临的一个难点问题。目前，国内公开出版的《海图学》书籍极少，距今最新的一本旧版教材已有20多年了。由于计算机信息技术的飞速发展，引领了海图理论、技术的巨大变革，凸显了旧版教材中“内容陈旧”、“专业面窄”、“方向单一”等问题。为此，我们参照iHo相关国际标准、国际海图制图师的培训大纲，翻译和引进部分国外教材，并融入现代海图学领域的新理论、新技术和新方法，编写一部适于我校教学大纲的《海图学》教材。
2014年，自编的《海图学讲义（试用版）》已经用于本科教学。今后将加快修订教材的体系结构，更新和完善教学内容，编写配套的实习教材，争取推出《海图学》系列教材，实现课程建设的“跨越式”发展。
1.4改革教学模式和教学方法，提高海图学课程的教学质量
提高教学质量是《海图学》课程建设的目标和出发点，需要以理论基础、目标倾向、实现条件、操作程序和效果评价[8]等作为基本要素，来修订教学大纲、课程标准、考试大纲、教学计划等各类教学文档，改革和创新教学模式、教学方法，完善教学总结制度[9-10]，充分利用集体讨论、集中备课、发表教学论文等多种形式，交流教学经验，不断积累研究成果和实践成果。在教学工作中，坚持以学生为本，重视学生的实践活动和师生互动[11-12]，强化基础知识、基本技能的教育，提高学生在实践中自觉发现问题、分析问题和解决问题的能力，激发他们的创新潜能。
2主要教学内容
《海图学》课程具有很强的理论性和技术性。依据课程特点，通过借鉴iHo国际海图制图师的培训大纲，以海图的科学性、技术性、文化性和艺术性为主线，制订了教学大纲和课程标准，内容涵盖：基本知识、海图学史、海图学理论、海图制图学、电子海图学等五大模块，并设定了“掌握”、“知道”、“了解”等三个教学层次。
2.1基本知识模块
该模块主要以概论形式介绍海图和海图学的定义。要求学生初步了解海图和海图学理论，知道海图是海洋地理信息的基础载体，是人类现代海上活动的重要安全保障，知道海图国际化等基本特征，掌握海图的功能、分类和用途，知道海图制图的一般过程，以及对于建设“海洋强国”、发展海洋产业、海洋科学研究、构建“智慧渔业”等方面的重要意义。
2.2海图学史模块
该模块基于现存的海（地）图实物、考古文献资料、古汉字等，从科学、技术、艺术（文化）的角度，揭示海图的起源与发展进程。通过比较古代中国人和西方人世界观的差异，介绍西方中世纪的海图、地理大发现时期海图、近代实测海图、国际海道测量机构的发展，尤其是古代中国地（海）图的起源、发展和新中国海图的成果，使学生了解世界观、方法论对于空间认知方法和结果的影响，知道海图内容、制图技术、载体形式等方面的演化特点和规律，知道空间认知是海图始终不变的基本功能。
2.3海图学理论模块
该模块重点介绍海图学的理论基础――现代地图学理论，包括：地图信息论、地图传输论、地图模式论、地图认知理论、地图符号学和地图感受论等，是教学难点之一。
要求学生知道海图学理论与地图学理论的关系，了解信息论、控制论、系统论是现代地图学理论的重要基础，掌握现代地图学理论的主要内容，知道随着信息科学技术的发展，现代海图学作为地图学的重要组成部分，正在成为一门研究利用空间图形反映自然和社会经济现象空间分布、相互联系及其动态变化，并对空间地理环境信息进行获取、智能抽象、存储、管理、分析、利用和可视化，以及图形和数字形式传输空间地理环境信息的科学与技术[13]。
2.4海图制图学模块
该模块以海图制图技术和方法为主，是教学的重点内容，包括：海图数学基础，海图制图综合、海图符号和海图表示方法等内容[14]。由于“3S”技术、计算机图形学、图像处理等技术的发展与应用，改变了海图数据源及生产流程，所以合并或删除了纸质海图的设计、编制、整饰，印刷、复制等部分内容。
在海图数学基础部分，要求学生知道地球坐标系与大地控制原理，知道海图常用投影以及投影的选择和变换原理，掌握海图比例尺、海图坐标系、海图基准面等概念、海图的分幅和编号方法。在海图符号部分，要求学生知道海图符号视觉变量及其对视觉感受效果的影响，掌握海图符号、色彩和注记的设计及应用方法。在海图表示方法部分，掌握普通航海图的陆部和海部要素的表示方法。在海图制图综合部分，重点掌握海图制图综合的基本概念，以对及水系、居民地、交通线、陆地地貌、海岸、干出滩、岛屿、海底地貌、航行障碍物、助航设备等的综合原则与基本方法，了解海图自动制图综合技术的发展。
2.5电子海图学模块
该模块主要培养学生对海图学基础知识、基本理论和基本技能的综合应用能力，是教学重点之一，包括：电子海图的总体设计、iHo国际标准海图规范和CaRiSCompoSeR制图系统应用等三个部分内容。
要求学生知道数字海图、电子海图系统的基本概念；掌握海图投影、比例尺、图幅、编号、图名、图廓、图面配置的基本设计方法；知道iHo、imo和ieC等国际性组织的主要国际海图标准与规范，掌握iHoS-57、iHoS-52、iHoS-58（电子航海图有效性检核规范）、iHoS-63（电子海图数据保护方案）的主要内容，知道海图物标分类及其编码规则，了解电子海图符号表达、数据检核与的基本知识；知道CaRiSCompoSeR制图系统的基本功能、支持的主要海图格式，熟练掌握软件系统的使用方法，能够独立编辑和输出iHoS-57标准的电子海图。
3教学实践
依据教学大纲、课程标准和教学计划，运用课堂授课、多媒体课件演示、讨论、参观、实作、第二课堂等多种教学方法和手段，达到教学内容及层次的要求。在教学中，精讲重点和难点内容；泛讲相对简单或次要的内容，并鼓励学生自学。
3.1采用课堂授课为主，多媒体课件辅助的教学形式
课堂授课是海图学课程教学的主要形式。授课前，提出本次课的教学目的和要求，以及教学内容在课程中的地位和作用。精讲难点和重点内容，通过合理设计问题、提出问题，激发学生的兴趣性和主动性，引导学生独立思考寻求答案，由被动的“学答”到主动的“学问”，逐步提高学生自主发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而系统地掌握教学内容。
与此同时，还要充分利用互联网、校园网资源，通过多媒体课件、视频短片、电子海图系统等把抽象的概念、变化过程等具象化，有利于解决教学的重点和难点，提高课堂教学的质量和效率。如：利用海图投影课件，能够生动地演示出各种投影变换的变化过程和结果，使学生能够直观地理解各种海图投影特征，更好地掌握和使用海图投影知识。
3.2应用讨论式教学方式，开展专题讨论，帮助学生学会学习
讨论式教学有利于加强教学互动性，形成和谐的教学环境，是创新教学和帮助学生学会学习的一种重要方法。如：引入一些国际上的海图理论和技术最新成果，组织学生开展专题讨论，引导学生基于现有专业知识及唯物辩证法的哲学思想，分析学科前沿问题的背景和实质，认识海图学理论发展的动力及其未来方向。既开阔了学生专业视野，又促进了理论与实际的结合，同时也克服了课本知识滞后于学科前沿发展的问题。
3.3加强实作练习，提高学生的动手应用能力
组织学生实地参观海图生产单位（上海海事局东海航海保障中心），通过现场讲解，使学生建立起感性认识，并将海图学理论知识与生产实际结合起来。加强实作训练，合理安排阅读海图、应用海图和制作海图等实作练习，提高学生综合运用知识的能力。
3.4重视课后作业，开展第二课堂教学
合理布置课后作业，巩固课堂教学成果，拓展课堂教学内容，引导学生查阅文献资料，培养学生自主学习、自主思考和自主解决问题的能力。
开展第二课堂教学，鼓励和帮助学生与海洋渔业、海洋环境、海洋科学等其他学科专业相结合，参加教师的研究项目以及全国、上海市、学校组织的大学生科技创新活动。在实习、实践中，使他们不断开拓视野，积累科研与实际工作经验，撰写研究报告、论文等。截至目前，学生们已在全国、省市级大学生科技创新活动中多次获奖，申报了多项软件著作权，有的学生已公开发表了学术论文。
此外，为全面考察学生综合素质，检验和完善课程建设成果，依据考试大纲，合理设置了考核内容、题型、分量、权重、时间及分数等，并建立了标准化题库，严格了考试管理制度，形成了完整的量化评价机制。
4结束语
几年来，我们秉持“特色、务实和创新”思想，以“聚焦、错位、合作”为原则，以培养海洋测绘复合型人才为目标，不断提高师资队伍的学术水平、教学能力和科研能力，相继制订了海图学教学大纲、课程标准、教学计划和考试大纲等一系列教学文档，编写了《海图学讲义》教材，进行了教学模式和教学方法的探索与实践，保证和提高了教学质量。未来将以“重点课程建设项目”为契机，坚持改革和创新，为把《海图学》课程建设成为一门精品课程而努力。
【参考文献】
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海洋测绘规范篇3
[关键词]水深测量；误差；影响因素；措施
中图分类号：p229；tn967.1文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）36-0307-01
海洋测绘，对于海上航行的保证以及海洋事业的发展具有重要作用，而海洋测绘的研究成果，不仅体现在海洋事业的发展，还体现在国民经济建设、国防建设以及科学研究的方方面面。对于我国来说，从新中国的成立至今，海洋测绘的发展也从弱走向强，从小做到大，并且有了骄人的成绩。而海洋测绘成果体现在那一万四千米的岛屿岸线1800km的大陆岸线以及300多万平方千米和6500多个岛屿的管辖海域。对于我国的海洋测绘事业而言，海军的测绘力量开创时间最早，随着海洋测绘事业的发展，我国成立了国家海洋局，国家海洋局对我国的海洋进行调查、规划以及实施，使得海洋测绘事业有了蓬勃的发展。下文将对基于海洋测绘水深测量的相关内容进行论述。
一、水深测量的内容
水深测量的内容主要包括以下两方面的内容：
1.测深点的深度测量
测量水深所使用的工具和仪器一般有测深杆、测深锤和测深仪等。为连续测得水深，必须选择适当的测深线间隔和方向。测深线间隔一般取为图上1-1.5厘米，测点间距一般为图0.5-0.7厘米。测得水深后，必须进行水位改正。就是把在瞬时水面上测得的深度归算到由深度基准面起算的深度。
2.测深点的定位
在水深测量工作中，还要精确地测定深度点的平面位置，这项工作简称为定位。用测深仪测深时，深度点的平面位置是换能器的平面位置；用测深杆、水砣测深时，深度点的平面位置是测深杆、测深杆或水砣绳与水面垂直相交时的平面位置。
二、海洋测绘水深测量误差的影响因素
水深测量误差主要有仪器误差、声速误差、潮位观测因素、船速因素和船只因素等。
（1）仪器误差指的是在进行测量的过程中，由于测量仪器的性能而产生的误差或者因装配探测仪等相关设备所导致的误差。因为探测仪自身性能产生的误差指的是在使用探测仪的过程中，或者在多次使用探测仪的过程中，因为电压电池的换挡和降低、元器件老化等因素导致的转速和声速的变化，进而对水深测量的精度产生一定的影响。同时，因为型号不同的探测仪和使用程度不同的探测仪，对反射声波接受的敏捷程度也有所不同，在和水草、杂物、泥浆等介质进行碰撞的过程中，会产生虚假的水深，对测量的真实性和精度产生了影响。
（2）声速误差指的是走航式水深测量依据声波对深度进行测量，因为声波在水中传播的速度会对水深精度的测量产生一定的影响，在进行测探之前，应该对测深器的数值进行测定，因为设置声速值的水平会对测深数据的精确性产生较大的影响，一旦出现了声速值设置不合适的问题，很容易使测深的结果变浅或者变深，如果没有通过其它的方式进行检验，很难对系统误差进行发掘。
（3）潮位观测误差指的是因为水深测量得到的结果是通过理论上该地区最低潮位的数值，因此，应该将外业测量的结果计算到最低潮位面上，因此，在对潮位进行测量的准确性会对水深测量的精度产生影响。
（4）船只因素也会对测量的精度产生一定的影响，在对水深地形进行测量的过程中，船型和船的大小会对测量工作产生很大的影响。如果船只太大，在工作的时候很容易搁浅，而且因为船只的吃水太深，对浅水带附近的数据无法有效的测量。如果船只太长，在运行过程中的灵活性会受到一定的影响，很难按照预先设定的方式进行测量。如果船只太短，船体进行回旋的半径很小，但是在拐弯和掉头的过程中，有很大的灵活性。
三、海洋测绘水深测量相关技术
现如今常用于我国海洋测绘工作中的传统工作方法包括：罗盘定位与六分仪、测深杆、测深绳、测深铅鱼等，这些传统的工作方法测量精确度较低且效率不高，只能进行粗略的海图绘制，难以满足高要求的探测工作的进行。为了解决此类问题，在遥感探测、声波探测、卫星地位和激光探测等科学技术不断成熟的今天，它们将逐步被应用于海洋测绘过程中，随着这些技术的使用，海洋测绘技术也将逐渐向高效率、高精度、高现代化迈进。
四、提高水深测量精准度的措施
为了最大限度的提高测量结果的精确性，测量前，先要确定测区范围和测图比例尺，设计图幅，准备图板和展绘控制点，布设测深线和验潮站，以及确定验流点和水文站的位置。测量时，测量船沿预定测深线连续测深，并按一定间隔进行定位，同时进行水位观测。测量中要确定礁石、沉船等各种航行障碍物的准确位置，探清最浅水深及其延伸范围。
1.修正测量误差
对于采样速率及延迟造成的误差，可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。船体摇摆姿态和动态吃水的修正，可用电磁式姿态仪修正船的姿态，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、纵摆和横摆等参数都可以通过姿态仪输出，借助专用的测量软件可以修正这些参数。动态吃水改正是船体自重下沉加上测深船的静态吃水深度和颠簸的总和，得到的是一个不定值，往往都是平均值。
2.提高GpS在海洋测绘中的精度
GpS定位系统在大地高的测量中应用较早，且测量结果较准确，但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点，因此，将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量，还需进一步加强对于数据处理准确性的研究，以做到通过大地高的测量，能对海图高的数值有比较准确的测定，尤其在我国的远海领域，应加大对GpS精确使用范围并加快相应技术研究，以不断促进海洋测绘技术的提高。
3.加快提高测深技术
在水深测量上，海洋测绘虽然在近些年的发展中取得了很大进展，但由于受先进的测量仪器价格昂贵、海洋测绘较之陆地测绘起步晚、在技术上相对较弱等原因的影响，在当前我国的水深测绘中，仍然主要使用单波束测深仪，对于多波束测深仪的研制还有待提高，如果主要依靠单波束测深仪，将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性，对于我国海洋测绘业的发展是不利的。
4.建立完整的GpS无验潮海洋深度测量作业模式
在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（Dtm）。
5.加快网络化信息服务系统建设，重视测绘人才的培养
海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享，并没有实现社会化应用，应尝试在当前局域网的基础上，与各级海事部门实现联网，通过与国家公共信息网站的链接，实现海事测绘公共服务信息的大众化使用，并尽快建立起信息服务系统，使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。
结语
综上所述，对于海水测量的水深误差，要采取针对性的对策，对测量误差进行修正，当然，在这方面我们还需要进一步的研究和探讨，随着技术的不断发展和完善，水深测量也能发挥其最大的作用。
参考文献
[1]陈长林，翟京生，陆毅.iHo海洋测绘地理空间数据新标准分析与思考[J].测绘科学技术学报.2011.
[2]韩范畴，李春菊，贾建军.海洋测绘数据库支撑下的航海图书生产与保障[J].测绘科学技术学报.2010.
海洋测绘规范篇4
关键词：测绘
在我们测绘的大量的工作中，测绘者大多数重视现实性的测绘平图工作。当然这是很必要的，而且是职责范围内之事。但是，在当今地表瞬间的或渐变的情况下，我们不可忽略的一个事实是，由于大自然的或人为的因素，地表变化是以人们无法预测的速度变化着。这就给我们一重要提示，那就是要求我们测绘者，既要测绘现实不变地表状况，还要根据历史资料，科学计算或推测可能出现的地表可变量。这样，可为提供宝贵的预测评估资料，带有前瞻性测绘。这既可减少或避免不必要的人员或建筑的损失，也可为规划者在规划时提供可靠的资料参考值，更可造福于广大百姓，造福于千秋万代。
一、公路测绘的不变量与可变量
现在我们进行大规模的一般公路和高速公路的建设，这些建设对国家对人民的经济发展，起到不估量的作用。但我们在测绘线路图时，首先，要准确地测绘出线路图，会遇到山、河、湖、沼、溪、洼、沙、湴、碱、弯、崖、石的障碍。这些地表测绘，一般说来，这种不变量的测绘，我们容易测绘和标识的。当然持标竿者的跨沟越山，登崖踏棘，艰苦无比。其次，最难的是，我们要调查找到当地的过去的地表资料，变迁痕迹，这就较难了。要是找到了，我们要根据历史资料提供地表变化，以虚线测绘标识，提供给规划部门作参考，无疑是一个测绘考量的新尝试。这样可在建设中减少或避免不必要的损失。我们还可以根据泥石流、崩山、地下河、沼泽地、溶洞、冻雪、洪水汛情、动物植物保护区的线域，在测绘线路时，用m或n表示线域。公路的选线，有的地段有几条线址选择的，可标明地段的优劣，让规划部门择优去汰，提供宝贵的选择性。当今，隧道的选址和测绘也被高度重视了，高架桥梁也被常用了。过去曾经有这样的教训，有一条山区公路，有的地段，测绘者不尊重或不考虑或不知道这些地段的历史上出现过许多次的崩山和山体移动的历史事实，仅从外表上和节约资金的角度考虑，公路沿山傍山而测绘，甚至确定下来，动工造建了。结果，是努力去建了，但仅是离隧道口三百米多的崩山和山体移动段，用水泥井字架附山固土，用钢枝打入山中作拉力，结果无奈山的风化石与泥松化，面积大，山体厚，山高陡，遇雨山体西侧向下移动，拉不住，多次大面积山体移动和塌方，最后果断废止。只好又重测绘新段，抄近线，只是要建高架天桥，虽耗资金稍多些，但安全可靠，避开山体下移的塌方路段了。这是一个明显的可变量的例证。所以，测绘时一定要全面考虑和权衡所选线路的利弊，反复比较，反复核实，用优选法择出一条最优的线路来。
二、河堤测绘的不变量与可变量
我们的测绘人员不少人都参加过准备建河堤的测绘工作。测绘河岸和海岸，河岸和海岸的弯曲凹凸，沙滩或岩崖，潮退砾岩，急弯低陷，汛期，旱时露床，这是常见的自然现象，是容易测绘的。我们的测绘者往往都有正常汛情淹没的标识，但对更应加重要有特大汛期水位的标识，得做调查后才能弄得清楚。河堤建造的高度和厚度，可接受水冲击力的抵御能力，都与测绘提供的数据，有着密切的关系。特别是海洋的岩石海岸，沙滩海岸，其变数也大的。这些可变量，应有当今天气科学的预测方可完成的。例如钱塘江的海堤，其坚固度和高度就特别讲究。因为海潮有时高达二十多米，其冲撞力和卷扬力可以想见。其他海岸浪潮高虽然比不上钱塘江的高与大，但其冲击力还是很强的。所以，海堤的建造与选址，测绘员有义不容辞的义务，测绘出一条科学的，可御风浪的，美观的海堤，给游览者以美的享受和安全的保护，又增添了一条风景线。
三、楼房测绘的不变量与可变量
说是楼房工程的测绘，其实包含着一个城市的整体规划与某一规划的相衬艺术。这还包括街道走向设计、自来水管的架设设计、煤气管道布局设计、排水管道大中小的分布与设计、照明电线按排设计、军事通讯线路的设计、医院诊所的分布点的设计、各类学校布局设计、公园配套的设计等方面的测绘考虑。但同时，如果此处地面历史上有上升或下沉的情况，根据资料，还要测绘此处地面的上升或下沉的可变量的科学预测，以cm或mm标识。测绘者不可以为自己仅有是照样画瓢的功夫就够了，还要有敢提自己见解的前瞻性的测绘方案，不可以刚建设好三五年又要拆迁了，浪费人力物力。比如说，街道的宽窄直弯，往往就是一个制约某一城市发展的外观要素，所以不能等闲视之的。我们不妨看看现在许多城市，道路或道路两旁经年挖掘不息，就深感测绘设计不周全造成的垢病。应以为后人作教训。
四、地图测绘的不变量与可变量
地图测绘，看起来我们已经完成。测绘的方法多种，有空中测绘，有激光测绘，有水平仪测绘，有多点测绘，有将实际的与图上按比例缩小或扩大的测绘。这是从大方面说的，从整体上说的。但是，从某个角度，某个需要来说，我们还没完成。例如新增加的标帜上的几十层乃至百层的高楼，震后湖泊，截河成湖，铁路公路，新颖的娱乐场所，再加上大自然的渐变与突变，每时每刻在变化着原有图样。有句话叫十年沧海或叫沧海桑田，就说明变是无止境的。特别是当今国防的需要，新发现矿的开采需要，新筑的高速公路和高速铁路的需要，新架设的跨江跨海大桥的需要，新建移建城镇的需要，新生或消失了的河和湖的需要，新出现的珊瑚碓标出位置的需要，都要测绘出新的地图来。这样，地图就要不断更新，就有更新的资料和新的依据了。这资料可以给有关部门作参考或作依据。可见，测绘者的责任是重大的。
海洋测绘规范篇5
[关键词]近岸海洋；水深测量；研究
中图分类号：p229文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）36-0337-01
海洋勘察测绘是建设海洋强国的基础性工作，也是开发利用海洋自然资源与空间资源的根本保障工作。尽管相关的规范对于水深测量数据误差规定可以0.2m范围内，但水深测量的误差控制直接影响近海工程尤其是疏浚工程的经济效益，控制水深测量误差对于减少工程建设时的人力物力浪费现象进而达到提高工程效益的目的是相当重要的。
一、水深测量误差的原因分析及措施
1、水深测量误差原因分析
测量数据的误差一般由系统误差和人为误差共同影响而成的。对于改正水深测量误差，主要是关注其系统误差，系统误差影响因素一般包括仪器因素、声速因素、海况因素和船只因素等；而人为误差则是由不同的操作人员的技术水平及职业道德所决定的。
仪器因素主要指的是测深仪的相关的性能以及与其相配套的系统所造成的误差引起的水深测量误差，往往是引起水深测量误差的主要因素。某些型号的测深仪接受自身反射声波的精度不一样，当测深船在航行过程中，水中存在的障碍物会影响声波的反射情况，而测深仪对这类假声波不能做出正确的区分，从而影响水深测量的数据结果；另外测深仪可能由于使用时间超过其额定使用寿命导致其内部的元器件松动或老化，从而造成发出的波束以及仪器运转速度出现不规则的变化，从而对水深测量数据的精度造成直接影响。
通常采用的走航式水深测量方法，对声波的灵敏度依赖较大，因此，声波因素也是影响水深测量误差大小的重要因素。对于不同情况的海水环境、气候条件，水深测量之前声速设置精度对测量结果的影响是直接的。声速的设置准确与否需考虑海水盐度大小、含例、气压以及海水的温度等因素。一般认为当海水温度升高一摄氏度时，声波的传播速度增加约4.5m/s。例如所测水深为10米时，其声速按1490m/s和1500m/s两种情况设置，所得水深结果一般相差达10厘米，误差达1%，声速对水深测量的精度影响较为明显。
影响水深测量数据精度的海况因素包括海浪的大小和潮位观测的精度。海浪的起伏对于水深测量结果影响一般在10cm-20cm之间。潮位观测的精度受潮位站的位置条件和观测者的技术水平有关，应选择在风浪较小的区域进行潮位观测，观测读数应取波峰、波谷读数的平均值。
船只因素主要指的是船只的型号和测深仪换能器的安装使用对水深测量误差的影响。在海洋工程水深测量工作时选择合适的船只型号很重要。一般在水深较浅、风浪较小的海域进行水深测量时，建议选用船体较短小、活动灵活的船只；在水深较深，风浪较大海域进行水深测量工作时，建议选择吃水较深，稳性较好的船只。测深仪换能器安装于测深船只上时，需保证其处于垂直状态，建议用重锤进行检查，否则影响水深测量数据结果，倾斜角度越大，水深测量数据误差也越大。
2、减少水深测量误差的措施
要减少水深测量过程中的误差应注意以下几个方面：选择对测量工作有利的气象条件，尽量选择风力小、无浪的天气；需尽量选用精度高、耐用性好、稳定性能好的水深测量仪器；根据测区环境选择合适的测量船，测深仪换能器尽量安置测量船重心位置，如使用大型测量船应在测量前对船舶动吃水值进行测定。
二、无验潮模式与潮位改正模式的优缺点与误差分析
随着全球定位技术以及RtK技术的发展，RtK测量技术在沿海近岸以及内河航道的水深测量中的优越性日益凸显。RtK高程信号和Heave信号融合还可以提高最终测量成果的精度。RtK用于海洋测绘有两种方式：架设基站方法和网络RtK方法，架设基站发射功率高、信号强，一般不会发生信号中断的情况，但是需要多一台GpS接收机作为基准站，还需要有专人看守，比较麻烦；CoRS网络RtK高程测量的中误差为0.022米，只需要一张手机卡，在手机有信号的地方就可以实现测量，缺点是：有时会因为网络原因导致信号中断，信号一旦中断就会造成数据的丢失，必须及时发现，测量船掉头重新测量，这样严重影响了施测效率。
潮位改正模式一般是用信标机定位，用验潮仪采集水面高程或直接读取潮位数据。信标机定位精度较低但对于海洋测绘精度足够，网络稳定。
测量船在海上受涌浪的影响会发生倾斜，由于无验潮模式用来计算水下高程的测量值是GpS椭球高经过似大地水准面精化后推算的85高程，而潮位改正模式使用的是海水面，二者受测船倾斜影响而产生的高程误差不同，如图1所示：测船受涌浪的影响而倾斜，图上三角形的斜边是声线，根据相似三角形原理有：
（1）
其中H水：水面到海底的垂直高度，S水：测量水深记录值，HG：GpS接收机到海底的高度，SG：GpS接收机到海底的测量记录值。接收机为了得到良好的信号需要离开测船一定高度，所以SG>S水。
（SG―HG）>（S水―H水）（2）
从以上分析可知：记录值与真实值的差距（误差），无验潮模式大于潮位改正模式，船舶横摇纵摇对无验潮模式测深精度影响更大。
三、验证潮位改正精度的一种方法
海洋测绘是测量船在海面上测量海底相对于海水面的深度，而海水面由于日月引力的影响周而复始地做固定周期的升降运动，因此必须确定一个固定的深度基准作为参考（如85高程基准），一般选择当地理论深度基准面，将瞬时测量的水深值归算到当地理论深度基准面就需要设立验潮站测量海面的瞬时高程值进行潮位改正。潮位改正的目的是尽可能地消除测深数据中的海洋潮汐影响，将测深数据转化为以当地理论深度基准面为基准的水深数据。在实际测量中不可能观测测区内每一时刻的潮汐变化值，所以，水位观测通常以“点”代“面”的改正方法。潮位改正方法主要有单站潮位改正法、线性内插法、水位分带法、时差法和参数法等，每种方法都有自己的假设条件，所以在水位改正时存在一定的误差。
目前，我国对于水位改正的精度还没有给出具体的规定，但是GB12327―1998《海道测量规范》给出了“相邻验潮站之间的距离应满足最大潮高差不大于1m，最大潮时差不大于2h，且潮汐性质基本相同”的规定。考虑到现在高速发展的海洋测绘技术以及仪器条件比颁布《海道测量规范》时要高许多，可以用外推法或者内插法对潮位数据的精度进行一定的评估，具体方法是：在确立验潮站布设方案之后，在呈三角形设置的验潮站中间位置投放一自容式验潮仪（或者人工在测区内的几个小岛上不同时间不同位置分别观测7h）与水位分带法计算的该位置的潮位值比较，以确定分带法潮位改正的精度。
结论
海洋测绘是一门多传感器协同作业的数据采集与处理技术，集GpS空间定位、海洋声学测深、声速测量、潮位测量等于一体，要提高海洋测绘数据精度必须从施测的每一个环节入手分析。换能器船舷安装时测线方向应该尽量设计与波向涌向一致；测船横摇纵摇对无验潮测深模式的影响较验潮模式更大；潮位的内插改正精度是可以通过多余观测来实现评定的。
参考文献
海洋测绘规范篇6
关键词：高精度卫星导航定位终端设备竞争现状趋势
中图分类号：p185文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0074-02
1卫星导航定位终端设备行业发展概况
1.1发展现状
1.1.1发展历程
中国卫星导航定位终端设备行业起步较早，但只在近些年才真正发展起来，军用和民用市场齐头并进。中国从八十年代中期开始引进GpS技术。随着全球卫星导航定位产业的发展，以及第一代自主卫星导航系统――北斗系统的建成，卫星导航定位技术与产品已进入我国国民经济的多个领域并发挥了重要作用，尤其在测绘、勘探、海上渔业、车辆定位监控等方面。从企业发展的角度来看，卫星导航定位终端设备行业的发展历程大致可划分为五个阶段，如图1所示。
1.1.2市场规模与增长
在21世纪的头10年，中国卫星导航产业应用市场规模历经了从弱小到逐步成规模的发展阶段，在全球年均25%增长的大环境下，中国卫星导航产业保持了领先于全球的增长势头，年均增长超过50%就算在历经危机的2008年，其增长势头依然，特别在中央“保增长、扩内需、调结构”的政策措施的影响下，国家继续加大对基础建设的投资，土地测量、资源勘探、工程测量、港口建设、海洋渔业、精密机械控制等各方面应用市场需求的增长，而在民用市场包括汽车导航、智能交通、个人位置服务等各细分消费市场需求增长就更为显著，2008年整个中国卫星导航产业应用市场产值仍然保持了50%左右的高速增长，在2009年，中国卫星导航产业整体市场规模接近600亿人民币。
1.2基本特点
（1）专业市场正在成长，国内厂商加速赶超国外厂商。
中国高精度GnSS产品市场已经越来越成长为一个开放竞争的市场，尽管在市场形成的初期，国内厂商在产品创新和渠道影响力上不及在全球市场上久经考验的国外厂商，但是随着国内各厂商十年来不懈努力，国内厂商逐渐成为高精度GnSS产品市场最有力的竞争对手。
（2）国内企业竞争力提升，从进口主导格局走向国产替代进口。
GnSS产品又属于技术门槛较高和具有一定成本门槛的行业，国内品牌通过引进学习国外技术和自主研发，目前中国企业已经开始具备自主创新、产品升级换代的能力，中国GnSS行业已经初步具备参与国际市场竞争的能力。
（3）行业毛利随着技术进步、成本回落以及规模影响的共同驱动下稳步提升。
随着行业技术水平的进一步提升，GnSS产品的成本也在逐步下降，加上国产品牌综合竞争力的提升，特别是国产品牌对行业的GnSS应用起到了重要普及和客户引导的作用，使得GnSS在行业的应用中取得了较大发展，并取得了较大规模的增长。
（4）GnSS产业已经形成专业的上下游产业链结构，中国高精度GnSS产业链已经初步形成，国产品牌在GnSS产业价值链上取得重要位置。
国产品牌GnSS将进入新的品牌整合阶段，由现在的少数主流品牌到新的多品牌并存阶段发展到最后少数主流品牌长期共存。随着国产品牌综合竞争能力的提升，包括中海达、南方测绘等国产品牌不断走出国门，积极参与到全球市场竞争，并逐渐成为全球高精度GnSS市场的新生力量的代表。
2卫星导航定位应用市场概况
2.1应用市场规模
2.1.1产业规模与增长
卫星导航应用分为专业应用和消费应用，专业应用市场主要涉及航空、航海、测绘、GiS采集、精密机械控制、精细农业等领域。2009年全球专业应用市场规模在150～200亿美元之间，占整个卫星导航定位市场1/4强。
中国专业应用市场在2009年市场规模超过100亿元，约占整体卫星导航应用市场的1/5强，保持不低于20%的增长趋势。其中，最值得关注的是GiS应用领域依然保持着40%以上的快速增长。
2.1.2细分应用结构
在专业应用细分领域，由于该行业在中国发展和成熟度低于全球水平，其结构与全球结构存在较大差异，在2009年，在测绘勘探和系统工程领域，两者产值各约为40亿元，所占比率各约为45%左右，而GiS应用领域产值规模较小，处于起步阶段，约为10亿，占比不到10%。
2.2行业应用市场发展
2.2.1测绘仪器市场
（1）市场规模与增长。
中国测绘仪器市场的起步要慢于全球市场，但由于中国整体经济发展水平处于快速增长阶段，加上国家不断加强对基础建设的投资，以及国内不同行业的信息化水平的提高，在2005年至2009年间，中国测绘仪器市场销售量年均增长率17%，市场销售额年均增长率为18%。
（2）产品销售结构。
对与全球来讲，随着GnSS技术的发展，应用的广泛和深入，GnSS产品的销售比重和销售数量也在逐年提升，在销售额上已经占到整体销售的1/3强。从中国测绘仪器市场的产品销售结构来看，其销售变化态势与全球基本一致，随着产品结构的进一步优化，GnSS产品销售增长明显高于整体市场的平均水平，也明显快于常规测绘仪器的增长水平。中国测绘仪器市场的产品结构向着有利于GnSS产品方向增长，GnSS产品的销售比重也在逐年提升。
2009年，在测绘领域，高精度GnSS产品销售额比重37%以上，但GnSS产品的销售比重低于同期的全球水平。显然，说明中国高精度GnSS产品在测绘领域空间尚未被挖掘，中国市场与全球应用水平相比，不仅仅有着很大的市场提升空间，而且相对于全行业的应用水平以及高速增长的中国市场而言，GnSS产品也具有巨大的市场发展潜力。
（3）中国GnSS产品应用市场国内外品牌销售格局。
中国GnSS产品在2005年以前，国外品牌在中国市场占据主导地位，但随着国产品牌的技术积累、市场开拓能力的提升，国产品牌不断蚕食了已有的应用市场，同时在新生的应用市场也迅速掌握先机，在成本降低和技术提升的共同驱动下，国产品牌凭借其综合竞争能力的不断提升，逐渐掌握了行业市场的价格主动权，进而成为GnSS产品行业应用市场的主导品牌。2004年至2009年五年间，国内外品牌在市场地位上正历经一场翻天覆地改变，在销售数量上，国外品牌从2005年占到中国市场8成，下降到2009年的2成；销售额方面，国外品牌从2005年所占比例的85%，下降到2009年的50%左右。这种市场竞争结构的变化，充分说明在中国GnSS产品的市场，国产品牌地位与国外品牌的竞争中逐步体现出优势地位。
2.2.2系统工程
（1）GnSS系统工程应用发展。
GnSS系统工程产品可广泛应用于变形监控、精密机械控制（港口自动化、工程机械控制、海上施工定位、飞机进近及船舶靠泊）、精细农业、气象服务等方面。
①GnSS系统工程应用之一：变形监控。
国外从20世纪80年代开始用GpS进行变形监测，发展到今天已经相当的成熟。但在我国，由于高精度卫星导航产业的发展起步较晚，其应用水平还远低于国外水平，但我国地质自然灾害频发，国家防灾减灾意识提升，变形监控领域将在未来应用将被广泛挖掘。
②GnSS系统工程应用之二：精密机械控制。
精密机械控制主要应用在港口自动化、工程机械控制、海上施工定位、飞机进近及船舶靠泊、精细农业、气象服务等领域，精密机械控制作为人类全面进行体力解放的重要方向，其应用和发展将不可限量。
（2）发展趋势。
成熟的市场化GnSS系统工程产品与符合用户预期的价位是未来市场提速的“发动机”。GnSS系统工程产业化将在产品升级、价格驱动和技术推进三方面为市场带来良性循环，促进中国传统产业进行以GnSS为基础的信息化融合。
预计2010年至2014年的五年间，中国GnSS系统工程市场规模将保持在40%左右的增长趋势，到2014年，产值有望达到20亿。
2.2.3海洋水声探测市场
（1）整体概述。
海洋水声探测设备作为水下作业的“眼睛”，代表了人类探索水下世界技术发展的巨大成就。水声探测设备的市场流向按照用途主要有四个，分别是测绘、勘探、工程、航海，分别主要对应海洋测绘业、海洋资源勘探业、海洋工程建筑业、海洋船舶工业。水声探测设备深入渗透到海洋经济一、二、三产业中，可应用于多个海洋细分产业，保证了海洋经济的发展。
（2）市场规模与发展。
全球水声知名品牌有oDom、ReSon、Semrad、C-max、Geo-acoustics、eLaC、atLaS、SeaBeam等。就全球水声产品而言，主要可划分物理海洋仪器设备、海洋物探仪器设备、海洋测绘仪器设备以及水下工程仪器设备几个产品线。海洋水声探测设备应用领域广泛，下游应用行业的繁荣会促进市场的螺旋式上升。具体包括以下五个下游应用领域：测绘应用、勘探应用、工程应用、航海应用、防灾应用。全近年来，全球水声探测市场一直保持着平稳增长势头，从2005年的6亿美元增长到2009年的10亿美元，年均增长率在15%左右。中国市场潜在需求极大，但由于价格、技术发展阶段等原因，目前市场规模较小，在全球范围所占比重极小，2004年，中国海洋水声探测市场规模约为1.5亿人民币，2009年超过3个亿人民币，年均增长率保持在15%左右，呈现一个稳步增长势头，但与全球市场规模相比，整体规模偏小，而且以进口为主，进口品牌约占了整体市场规模的65%以上。
3卫星导航定位终端设备市场竞争分析
3.1高精度GnSS测绘设备市场层次分明，国内企业市场销售量拥有绝对优势
中国目前GnSS产品市场格局可划分为三个梯队，第一梯队是有着多年经验的成熟外资企业，如天宝、徕卡、拓普康，优质的产品和业内口碑是外资企业维持市场格局的利器，但国内客户对性价比更高一筹的国内企业的青睐将悄然改变这种格局。第二梯队由行业领先的国内品牌，以中海达和南方测绘为主，在行业整体格局中起着至关重要的作用。第三梯队有上海华测、合众思壮、苏一光等国内中小品牌，也是市场里面活跃的追随者。在2008年至2009年间，在销售数量方面，以中海达和南方测绘为代表的国产强势品牌，占据了市场接近55%的份额，两大国产品牌各平分秋色；而进口品牌所占数量份额已经不足30%，市场占有率已经牢牢为国产品牌占据。在销售额方面，2008年中国高精度GnSS产品销售规模约为8亿，2009年销售规模将超过9亿。由于进口品牌多年以来累积的国家部委单位客户，其价格较高，从而在销售额上体现出了相当的份量，其销售额市场占比在50%左右，与国产品牌平分秋色。而中海达、南方测绘两家销售额市场占比合计在40%左右，其余的10%左右市场销售额为第三梯队品牌所分割。
3.2GiS采集器产品边界向消费市场扩展，或取代手持机成为高端个人导航定位终端
专业级GiS采集器在2007年以前，一直为外资品牌天宝、徕卡、拓普康所垄断，2008年，中海达推出国内专业级高精度GiS数据采集器，打破了外资品牌规定国内市场的垄断，同时国内其他一些著名的卫星导航企业也逐步介入高专业级GiS数据采集器领域，开始与外资品牌进行同台竞争。2009年，专业级GiS数据采集器市场规模超过一个亿，国产品牌中海达作为在专业级GiS数据采集器领域与外资品牌同台竞争的企业，占到该专业市场10%以上的市场份额。
3.3系统工程市场
目前GnSS系统工程主要由四大部分组成：即系统产品、应用软件、系统实施、系统营运。国内厂商中海达作为此领域新兴的参与者，目前跨越了从系统产品、应用软件、系统实施三大链条环节，具备了全面解决方案的实施能力。GnSS系统工程在国外发展了多年，外资企业一直试图用国外市场的经验将中国市场培育起来，但受市场发展阶段的限制，国内市场仍然以科研院所为主导，企业的参与将改变这一结构，在市场上参与竞争的企业主要有徕卡、天宝、中海达等企业。预计2009年所有系统统称应用领域的销售额超过4个亿，在目前以企业为主导参与的变形监控领域，其销售规模约在6000万～7000万之间。
3.4水声探测设备
水声探测设备市场按产品先分为单波束和多波束等，国内企业的产品均为单波束，多波束产品除少数科研院所研制的设备，基本依靠劳雷、青岛领海、青岛海洋这些商。在2009年超过3个亿的水声探测设备市场中，劳雷、青岛领海、青岛海洋等三大商的国外品牌产品，占到这个市场绝大部分市场。在国内自有品牌方面，中海达凭借进入先机优势、客户基础以及与国外品牌相比的性价比优势，取得了国产水声探测市场（测绘用）的第一国产品牌市场的位置，占到国产品牌水声探测设备销售额的1/3强，海鹰加科紧随其后。
4发展趋势分析
对比发达国家的产业发展历程和我国当前的行业状况，从更长远的角度来看行业的成长趋势，我们可以发现，中国的高精度GnSS产业已经进入了一个中长期的上升阶段，而且这种成长趋势才刚刚开始，未来极为可能持续5～10年以上的快速增长，其增长的主要驱动因素是：
第一，经济进入重工业阶段后城镇化、新农村建设、海洋开发、防灾减灾、环境保护、铁路、公路基础设施投资带动内需持续增长；第二，国家信息化的建设，推动GnSS卫星导航改造传统产业的驱动力进一步增强，并成为国家信息化建设的支柱性产业；第三，中国北斗二代的进一步完善，将增强自主导航卫星系统在国民经济各行各业的应用，并促使国家大型安全系统的快速发展，推动国产卫星导航产业的各行各业的自主化品牌的大发展；第四，国产品牌依托其自主创新能力建设和技术突破，竞争力进一步提升，替代进口品牌，同时走向国际市场。
基于以上各项因素判断，预计在未来五年内，中国高精度GnSS行业将依然保持高速成长的势头，届时会形成一个产值在70～80亿之间的大市场。其中在高精度GnSS测量型产品领域，预计整体市场依然保持增长势头，但增长会呈现平缓下移式的增长态势，市场规模可达到35～40亿之间；在GiS数据采集领域，预计整体市场年均增长将在40%以上，市场规模将突破10亿元大关；在系统工程领域，预计整体市场年均增长率在40%左右，市场规模将突破20亿大关；在海洋水声探测领域，预计整体市场平均增长率也将保持30%的增长，市场规模将接近15亿。有望在五年后的2014年，整体市场规模将达到35～40亿之间。
参考文献
海洋测绘规范篇7
【关键词】合成孔径雷达;地形测绘;应用及进展
机载合成孔径雷达技术以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等优势特点受到广泛应用，除了在军事领域有较大的发挥，合成孔径雷达技术在民用邻域也有较大的发展，如地形测绘测量、空间遥感控制、海洋监测、气象探测等，本文将针对机载合成孔径雷达技术的特点优势分析探究其在地形测绘中的应用及发展。
1.机载合成孔径雷达系统特点
1.1较高的精度
合成孔径雷达的原理是通过发送、接受固定频率的脉冲信号，相对于以前单一独立的天线收发机制，合成孔径能够将各天线矩阵单元有效地整合为综合的发送、接收系统，加以强大的数据处理能力，对于发送、接收的频率脉冲分析处理，从而达到全方位、高精确的探测、监控效果。
随着科技的进步与发展，电子产业方兴未艾，机载合成孔径雷达的部件不仅性能越来越强悍，其形态也将变得越来越精细，所应用的功能也越来越广泛，经过一定的实践应用调查，机载合成孔径雷达的相对定位精度在300m至1500m的工程定位中，1小时以上观测的解其平面位置误差小于1mm，和me-5000电磁波测距仪测定的数据结果比较，其边长差值最大为0.5mm，较差中误差达到了0.3mm的级别。
1.2探测效益高
随着机载合成孔径雷达技术的不断完善，通过合成孔径雷达探测的无人机已经应运而生并且防范应用，在地形测绘测量中，20Km内相对静态的地理定位，无人机完成探测任务仅需15至20分钟即可，当用于快速静态相对定位测量时，每个流动站与基准站间距在15Km时，观测时间便可缩短至1-2min。通过机载合成孔径雷达的无人机观测与雷达基站的综合应用，地理地形的探测工作可以增加实际效益，缩短耗费时间，降低应用成本。
1.3系统综合、操作便捷
整合性的合成孔径雷达系统是综合型的应用系统，配合使用的雷达基站间不需要相互通视便可实施有效监测及相关任务，通过系统的自主调控以及后台大型数据处理机制，地理地形的测绘工作将会显得比较轻松，并且耗费的人力、物理也相应减少。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使雷达站点的选址工作变得灵活多变，可以省去过去经典的大地网中的传算点、过渡点的测量工作。
科学的进步也带动了系统的发送、接收机制的发展，系统的自动化程度也越来越高，相应组件的构造与体积越来越精巧，相应的减轻了测量工作的工作繁重程度，使得地形测绘轻松简便。
1.4提供三维坐标、全天候作业
地理地形的测量方式可以采用不同的方式进行，经典的大地测量方法将平面与高程度采用不同方法分别施测。合成孔径雷达可同时精确测定相应地形相应目标的三维坐标，并且可以实现四等水准测量的精度。
机载合成孔径雷达可装载在无人机、高空侦查机、卫星等高空载具中，可以全天24小时实施测量工作，不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等环境天气的影响。
2.机载合成孔径雷达技术在测绘领域的应用
最初的合成孔径雷达的设计目的是应用于导航，情报收集等军事领域。随着技术发展，民用等军事领域之外的应用前景也相当广泛，由于合成孔径雷达的诸多高性能特性及优点，注定其在各行各业有着广阔的应用空间。
通过合成孔径雷达发送与接收的频段脉冲信号，可以进行海、空、陆的测量测绘、精确定位以及实时监控等。在于地形测绘邻域，合成孔径雷达技术已经用于建立高精度的全国性大地测量控制收发网络，测定大范围的地形动态参数，用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的岛屿、丘陵、平原、海洋等多种地形地貌的联测，用于检测地球板块运动和地壳形态移动以及实时动态监控，还可以应用于工程测量当中，成为建立城市与工程控制网络的主要手段，合成孔径雷达可以测定航空航天摄影瞬间的相机的相对位置，实现少量地面控制或者无地面控制的航测快速成图，从而从多方位、多领域对地理信息系统、全球环境遥感监测的技术发展起到促成推进作用。
3.机载合成孔径雷达技术的发展前景
随着我国的技术创新以及科技发展，机载合成孔径能够获得广泛的应用空间，特别在无人机、电子产业火速发展的今天。
在大地测量邻域，通过机载合成孔径雷达技术可以开展国际联测，各地大范围、多地形地貌的联测。经过平台统一、数据连接整合，很有希望能够建立起全球性的大地地形地貌控制网络系统，能够为地点提供高精度的坐标，测定和精化大地水准面。经过大型数据处理机制，雷达探测地形坐标精度奖金0.2m，并且能够联测地形的集合水准，为我国的地理地形测绘建立了各级测量控制网，提供高精度的平面与高程三维基准。使得全国大范围的地形、平原、丘陵、岛屿、海洋联结为整体的三维地形库。
工程测量领域，运用合成孔径雷达技术，能够对静态工程位点进行精准定位，实施地形测量，从而根据测量实际数据布设精密工程控制网，可用于城市、矿区、油田等重要地形地段的沉降监测、地壳板块的动向监控、高层建筑的变形监测以及隧道、河道、桥梁贯通测量等精密工程。
航空摄影地形测量领域，我国测绘工作者通过高空无人机、气象无人机、电子侦察机等多种机载合成孔径雷达载具进行相关任务工作，如航测外业控制测量、航摄飞机导航、机载雷达航测等汇聚数据形成三维坐标图形。
地球动力学领域，机载合成孔径雷达技术应用于地形地壳板块运动监测以及区域板块的运动监测，另外该技术还应用与海洋测量、水下地形测绘等相关领域。在静态定位与动态定位测绘时，合成孔径雷达系统需要整合相关测量测控设备的配合与数据接收整合，如低轨卫星，地面雷达基站等多方位探测设备，通过平台统一的处理指令，可以实施静态定位与高动态高精度定位测绘以及精密定轨监控等高难度任务。
结束语
机载合成孔径雷达技术不仅广泛应用于地形测绘监控，同时在军事国防、智能交通、邮电通信、地矿、能源开采、工程建筑、海洋探测、高空监测、农业、气象气候、土地规划管理、环境监测、金融、安防等部门行业，还可以在航空航天、测时授时、物理探矿、姿态测定等领域有着广阔的应用前景。
参考文献
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[2]徐绍铨.GpS测量原理及应用.武汉大学出版社.修订版，1999，23（5）：120-125.
海洋测绘规范篇8
一、测绘学的现展
空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具，好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其它相关技术，如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术（GpS、RS、GiS）在测绘学中的不断出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GpS的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影象或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品，由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年，几十年缩短到几年或更短，测绘业的体力劳动得到解放，生产力得到大的提高。今天，光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真)，测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，进入了信息化的发展。当前，随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革，需要开放民用国家测绘产品；从技术方面看，西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1米分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图，卫星上的GpS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低；对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如eGm96)分辨率已达50公里，已接近我国现有重力数据的分辨率，其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会，测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业，这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间，这也是一个有重要意义的历史性转变。
综上所述，由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展，测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。
二、数字地球和现代测绘学
地球上一切事件都发生在一定的空间位置，人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中，约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息（即地球空间数据）对地球所做的多分辨率、三维的数字化描述的整体信息模型，便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用，为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段，这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用，因此nSDi是数字地球的基础设施，要求提供(地球)空间数据框架，包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职"，但又对测绘学提出了更高层的技术要求。
nSDi要建立在nii上，要在因特网上运行，要求开发功能强、效率高的因特网GiS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图象网络，当然其中宽带高速问题需要国家投资在nii中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影象进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚拟模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的三维数字化整体表达，这里强调了统一性和整体性，要求全球多源数据无缝无边的连结和整合。从空间数据框架来说，其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础，对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础，即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如itRF)；全球统一的高程基准，即统一定义和使用的大地水准面；全球统一的重力测量基准(重力基本网)；全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果，特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GpS配以少量SLR和VLBi站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术，但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度；全球高程系统的统一问题，大地测量学家经过几十年的研究，目前还是一个未能解决的难题，最终要通过全球重力数据，特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。
海洋占全球面积的70%，海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间，海洋动力环境的变化（如厄尔尼诺现象）又是决定全球气候变化的主要控制"阀门"。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说，目前海洋的精细测绘基本上还是空白，多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘，但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难，海上GpS定位精度还低于5米；由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋，在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级，和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成，用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形，目前试验精度可达10-100米。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。
测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段，GpS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据，可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测；GpS已可以和VLBi相近的精度和频谱分辨率监测地球自转的变化，由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化；专题GiS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统，以期协调人与自然的关系。
我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法，因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中，各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面（或浅层）随时间变化的几何和物理信息，了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术（inSaR）以及其他新技术（如卫星重力探测技术等）对地进行观测，为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。
数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会的重大战略步骤，有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础，测绘工作者也将是构造数字地球的"尖兵"，也要求测绘学有新的发展和突破。
三、测绘学和地球空间信息学
在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看，测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科，传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限，其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化，特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长，已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科，它的学科内涵发生了巨大的变化，因此如何界定测绘学的含义，已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始，国际上将测绘学（Surveyingandmapping）更改为一个新词，以准确反映学科实质，Geomatics一词由此应运而生。随后，有关Geomatics的提法在我国学术界，主要是地学界成为热门话题，由于对其含义理解不同，其中文译名也是五花八门，现在将它译成"地球空间信息学"，已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解，但根据iSo的标准定义和国际测绘联合会（iUSm）对"测绘学"的定义，两者的含义是基本类同的，只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息〖CD2〗通讯社会中的地位和作用，适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点，因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域，符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术，包括GpS、卫星遥感和航测，测绘的范围扩展到整个近地空间，例如近地空间航天器的导航定位，近地空间重力场的测定，大气层甚至电离层的信息；其支撑技术是信息技术，主要处理电磁波信息和影像信息，加之通讯、计算机网络等信息技术，使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新，由此，Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。
随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展，前景良好。
四、建议
本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施，发展我国的测绘学科和测绘事业，以迎接"数字地球"的挑战，根据我国目前测绘事业发展的现状，从一个侧面（主要是大地测量方面）提出以下建议：
1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设，对近年来由各个部门独立建立的各等级GpS定位网进行必要的联测和统一整体平差，此举可望进一步加强部级的大地定位框架；
2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GpS联测，精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高，填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面，建立海洋高程基准，研究海平面变化至关重要；
3.研究将陆地GpS定位框架向我国领海扩展的方案，着手建立我国包括海域的广域差分GpS定位系统；
4.尽快完成重建我国重力基本网，发展航空重力测量系统，加密西部地区重力测量和GpS水准，加大力度支持对卫星测高数据的利用，为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备，建立可在因特网上运行的新的重力数据库；
海洋测绘规范篇9
关键词：海底地基形位测量仪多波束完整性管理
中图分类号：tU471文献标识码：a文章编号：
引言
在海洋石油工程建设运营过程中，如何获取海洋石油平台附近区域的海底地基形位地貌是保障平台导管架安装、后期检测评估的关键技术之一。目前，该地形地貌情况的获得，主要依靠潜水员进行水下探摸及替他物探设备。海底地基形位测量仪是新颖的测量设备，可以获取海洋平台导管架周围水域海底精确的三维地形图。该设备是一种声学多波束超声波测深系统，可以克服平台水域能见度差、水下环境复杂等限制条件，得到高精度、数字化的三维地形图。因此基于多波束测深技术的“海洋平台海底地基形位测量仪”是获取海洋平台地基基础和局部坑型三维地形图像的关键设备。
多波束测深系统能够高效、高精度地探测水下三维地形，是目前海洋测绘等领域应用最普遍、最有效的仪器，此种应用背景下的多波束测深系统在海洋石油工程也被称为“海底地基形位测量仪”。海底地基形位测量仪除需要声纳主机获取的原始水深数据、声反射数据等信息之外，需要利用姿态传感器、GpS、潮位仪等辅助测量设备，通过对以上测量数据进行融合，实现对海洋平台海底地基形位的高精度三维测量。
海底地基形位测量仪介绍
多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印，对这些脚印进行恰当的处理一次探测就能给出与航向垂直的垂面内几十个甚至上百个海底被测点的水深值，或者一条一定宽度的全覆盖水深条带，能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状和高低变化，从而比较可靠地描绘出海底地形的精细特征。下图2-1给出了多波束工作原理图。
海底地基形位测量仪系统主要包括组合声学换能器、高集成度的发射与接收系统、多处理器阵列信号处理平台以及信号处理模块。下图2-2和图2-3给出了海底地基形位测量仪系统的原理组成框图和换能器和主控计算机照片。此外，为了获取高精度的海底地形信息，除了多波束测深系统自身之外，获得高精度海底地形还需要多种辅助测量设备，如用以提供大地坐标的差分GpS、用以提供测量船横摇、纵摇、艏向、升沉等姿态数据的涌浪滤波器、用以提供所测海区潮位数据的验潮仪、用以提供所测海区声速剖面信息的声速仪等。
图2-1多波束工作原理图
图2-2系统组成原理框图
图2-3换能器和主控计算机
整个系统的协同工作，通过硬件实时补偿来降低安装载体运动对水下深度测量精度的影响，并通过测量数据融合及三维地形成像技术，最终形成高分辨率的海洋平台海底地基三维地形图像。海底地基形位测量仪系统主要技术指标如下：
测量水深范围：5m-150m波束最大覆盖宽度：6倍水深或水平100m
波束数目：128个波束波束宽度：1.5°×1.5°
测量精度：水深30m以浅：±10cm；水深大于30m：±0.5%水深
海上测量过程简述
海上测量主要工作流程包括设备连接调试、功能性测试、海区初步测量、海区实际测量等步骤。
3.1硬件设备的安装
海底地基形位测量仪声学换能器安装于测量船的船舷侧。综合水流、船体起伏、发动机噪声、螺旋桨干扰等因素，换能器必须远离螺旋桨和排水孔，安装于距船尾约1/3的船舷处。考虑海区测量的灵活性，测量船采用一般不宜采用大的拖轮，一般以中型渔船为宜。
海底地基形位测量仪声学换能器的安装在船舷侧，通过专用电缆与主控计算机相连。为了海上测量方便，测量控制指挥中心一般设置在测量船驾驶舱，并将主控计算机安置在测量控制指挥中心。DGpS、姿态仪等辅助测量设备安放合适并通过串口与主控计算机相连。设备硬件连接示意图图3-1所示。
图3-1设备硬件连接示意图
海底地基形位测量仪声学换能器的安装方式采用舷侧悬挂方式，支撑底座需焊接或螺栓固定于测量船甲板，其余部件采用螺栓形式安装固定，为保证换能器连接杆的强度，船体上焊接一个角钢支撑座。声学换能器的安装示意图如图3-2所示。
图3-2声学换能器的安装示意图
姿态仪安装在测量船的中心位置，即船体艏尾中部的龙骨位置。GpS天线安装于换能器正上方，主机放置在测量控制指挥中心。海上测量无法架设RtK参考站，因此将RtK流动站设置为差分GpS模式，定位精度能够在0.5米量级。RtK流动站输出nmea0183格式定位信息和ttL电平ppS时间同步信号，此信号通过串行电缆连接至形位测量仪主控计算机。导航主机通过串口一分二连接线接受GpS信息。
3.2连接调试和初步测量
完成了系统硬件的的整体安装后，对系统进行连接检查和加电调试。
检查所有连接电缆是否正确；
检查电源电压是否正常；
打开系统主机和各辅助设备电源进入准备状态；
执行测量软件V1.0版本，检查软件工作情况；
检查系统基本信息；
检查姿态仪、GpS和导航主机软件工作情况。
设备连接检查和加点调试之后，进行一次功能性航行测试，以确保设备的功能实现和工作稳定、测量数据的可靠性。同时，也可以充分考核换能器安装结构的可靠性，从而确保测量时设备的安全性。
在对计划的海区进行正式测区规划和测线之前，首先要对海区水下地形情况进行一次摸底测量，即初步测量，对测量区域平均水深、特征地形等情况有一个大体评价，并在初测的过程中在多个不同位置进行了声速剖面的测量。完成了测量区域的初测后，对测量数据进行了简单处理，确定测量区域的大体情况，同时寻找特征地形进行安装误差的校准。
3.3测区测量与出图
完成初步测量后选择特征地形进行安装误差校准测量，最后根据初测情况规划测线和正式测量。测区测线规划主要考虑数据的有效覆盖和数据密度，并考虑交叉比对测线。图3-3给出了测线规划图和实际测线图。正式测量过程中，测量船按照规划的测线进行航行即可，但是需要保持匀速前行，航速大约控制在3节。
图3-3测线规划图和实际测线
完成了规划测线的检测，便可对数据进行安装误差修正和声速修正，获得该测区数字水深图，然后通过三维构网形成了测区的三维图像。
按照“剔除虚假信息,保留真实信息”的多波束数据处理的基本原则对实时数据进行处理。在编辑时要尽量减少人为主观因素对成像结果的考虑。在海况很好时，多波束采集的数据是可信的，因此在编辑时，应尽量保留采集的信息，以少编辑为好，编辑也只是剔除那些不可能的跃点、孤立点；而在海况较差时，多波束采集的数据中一般包含一定的噪声。因此应根据一定的编辑原则，将噪音部分剔除掉。
如果需要对于某区域进行海底地形地貌进行分析，可以对数据进行精细处理。下图3-4为某海区海底地形测量三维图像。
图3-4某海区海底地形测量三维图像
在结构物完整性管理中的应用
海底地基形位测量仪利用多波束超声波测深技术，可以获取海底地基形位图像。这一技术可以应用于海洋结构完整性管理中。海上测量主要工作流程为设备连接调试、功能性测试、海区初步测量、海区实际测量等步骤。在此测量基础之上，进行内业出图等工作，形成相应测量海区的地形地貌图。
4.1导管架安装前、后的海底地形地貌测量
在平台导管架安装之前，需要潜水员对导管架安放的海底地形进行人工探摸、寻找和清除海底的障碍物。这一作业工程受到潜水作业条件限制和人体水下感官受限，难以对海底地形地貌形成一个整体性、连续性的认知。
综合分析多波束三维成像系统的优势，导管架安装之前的地貌可以采用海底地基形位测量仪进行作业。一般导管架投影范围在100x100米范围之内，因为需要获得较为精细的海底地貌特征图像，所设计的测线要增加密度。测线规划东西向可以采用间距10米的11条测量线，然后垂直测量线的南北方向布置4条交叉对比线，间距30米。按照地基形位测量仪海上测量步骤进行作业，即可获得平台导管架安装位置海底的地形地貌情况。通过地基形位仪获得的数据图像可以指导潜水员进行精细的潜水作业，寻找海底泥面的障碍物并进行地貌确认。
在导管架安装完成之后，采用海底地基形位测量仪对导管架周围海底地形进行测量，形成海洋平台结构的初始数据，形成海洋平台结构完整性管理的初始数据。
4.2导管架桩腿基础冲刷测量
在平台结构生命周期里，平台桩基弱化是损伤识别及安全评估的重要一环。在研究平台桩基弱化过程中，往往需要导管架桩腿的基础冲刷数据。以往主要是依靠潜水员进行海底探摸，获取大致的冲刷范围和坑深数据。现如今我们也可以采用海底地基形位测量仪对导管架桩腿基础冲刷进行测量。由于在测量过程中，测量船离平台距离很近，导管架上部平台模块对GpS信号有一定影响；同时测量船难以过于靠台结构。因此考虑较大测线分布密度，并多次测量，以期获得较为可靠的桩腿基础冲刷数据。
结论
基于多波束测深技术的海底地基形位测量仪是一项高新技术。设备连接、调试、测线规划、海区测量、数据处理每一个环节的工作都必须科学、严谨，才能取得真实可靠的高精度海底地形地貌数据，最大程度地发挥测量仪系统的效能。
通过上述应用前景分析，海底地基形位测量仪具有精确高、效率快等特点；必将在海洋结构物完整性管理中得到更为广泛的应用。
参考文献
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海洋测绘规范篇10
【关键词】工程测绘；GpS测绘技术；特点；应用
由于GpS测绘技术所具备的优越性，GpS测绘被逐渐应用于社会现代化建设事业中，在工程测绘方面发挥着重要作用，显著提高了工程测绘质量。为进一步提升GpS测绘技术在工程测绘中的运用实践水平，本文对其基本技术特点进行分析，并探究该技术在工程测绘领域的运用。
一、GpS测绘技术的基本特点
GpS即全球定位系统，硬件设备主要由环球通讯卫星和卫星接收装置两部分构成。GpS的工作原理基于无线电卫星的精准定位导航系统，能够帮助用户精确把握导航位置、时间以及三维坐标[1]。GpS的测绘技术融合了传统测绘方法和高科技的现代化电子测绘技术，具有运用的广泛性大、功能性强、自动化和智能化水平高、可操作性强等特点。
（一）功能多样化，应用范围较广
GpS技术不仅可以为用户提供精确的三维置坐标，具有测量以及位置导航功能，同时还可以为用户提供精确的时间和速度方面的完整信息，具有测时、测速的功能。随着GpS技术的不断发展与完善，这些功能也被逐渐应用到工程测量、海洋测绘、大地测量以及航空摄影测量等领域，应用范围有了很大的扩展。
（二）定位精确
经大量的工程测绘实践证明，GpS的定位精度较传统定位方式有了显著提高。首先，在静态相对定位模式测量中若基线
（三）操作简便
现代化的GpS测量技术不断的引进各种先进科学技术手段，极大的提高了GpS技术的智能化、自动化及集成化程度，操作方法也非常的简便。在实际的工程测量过程中，只需要工作人员了解仪器的安装、基本的连线、气象数据收集以及天线高度的量取等简单内容即可，GpS仪器会自动进行卫星定位、跟踪观测并及时记录等内容，工作人员只需要负责维护监测仪器的正常运行。因此对工作人员的专业要求并不会太高，也可以减少由人为失误造成的误差。
（四）测量速度快
现代的GpS测量技术在15-20min内可测量20km范围内的相对静态定位；在快速测量静态定位时，在2min内即可观测到15km内每个基准站和流动站的定位，同时在初始化的流动站观测后可马上进行实时定位跟踪，只需要几秒钟就可以观测到每个流动站的位置。
（五）全天候测量
外太空中存在不计其数的由地球发射的卫星，并且各卫星之间呈现均匀分布状态，基本上地球的每一个角落都被覆盖在内，因此GpS这种全球定位系统不限制时间和地点都可以进行测量。而且除了会偶尔受到雷雨天气等极其恶劣的气象影响，测量工作在其他气象环境条件下均可正常[2]。
二、工程测绘中GpS测量技术的应用研究
（一）在工程变形监测中的GpS测量技术应用
在工程施工建设以及人们使用的过程中，常常会由于一些人为因素或者自然的外界因素导致地基发生变形甚至是位移。刚开始人们很难通过肉眼直接观察到这些轻微的变形或者位移变化，当人们肉眼可观察到时说明工程变形的程度已经极其严重，需要进行大范围的维护、修补，不仅需要大量的资金投入，同时也会消耗大量的人力资源[3]。在日常生活中，最常见的工程变形包括建筑物的变形和沉降、大坝变形、因资源开采引起的地面沉降等，GpS测量技术具有高精度的三维定位功能，可作为各种工程变形及建筑物位移的重要监测手段。比如在大坝变形的监测工作中，大坝变形主要是由于水负荷的重压所致，一旦出现大坝变形现象，会造成严重的后果，因此必须采取连续、精密的实时监控。
（二）在水下工程测绘中的GpS测量技术应用
在码头和海岸的施工设计、海洋资源的开发利用、航道的整治以及海港建设等多种海洋工程建设过程中都需要定位极其精确的水下地形测绘图，在水下地形图的测绘过程中，必须对平面位置的三维坐标和具体的水深程度进行精密测量[4]。传统的测量技术主要采用三应答器、经外侧距仪以及经纬仪等设备来测量平面位置的三维坐标，采用测探仪来测量具体的水深程度，测探仪的工作原理主要是利用超声波进行测定，因此必须借用潮位移来测量潮位来校正水深测量值，最后再得到水下地形的高度。这些操作设备、步骤和方法对操作人员的专业要求极高，且非常的复杂，使用极为麻烦。在水下工程测绘中应用GpS测量技术，平面位置的三维坐标定位测量即快速，又精确，同时可利用实时定位以及实时分差定位功能进行大比例尺下的工程进行地形测绘。在实际的测绘过程中，可将潮位移、差分GpS接收设备以及测探仪共同组合成水下测绘的完整系统，工作者即可通过导航监视器来实时监测航向并进行及时的修正，操作简便，可提高测绘的工作效率。
（三）在城市建设中的GpS测量技术应用
要把城市建成区和规划区的进行的严格划分对城市进行一个整体的规划，对日后建筑物的建设提前做出计划，从而减少其对城市的局以及公共环境的影响，以实现对城市建设的合理化随着经济的不断发展[5]。现代化城市建设的发展越来越快，然而过度开发城市的资源，对城市的合理化发展造成了严重影响在这样的情况下，对与城市的测量，有着更高的要求，工程的质量和进度与测量水平直接相关城市控制测量的速率以及准确度在引入测绘技术后得到了大大的改善，由于可以在任意时刻采集数据，而且还可以根据要求进行适当的调整，比传统的测量方式有极大的进步速度快精度高费用低以及操作简便是非常明显的优势，因而是现阶段城市控制测绘的最好选择随着新科技新技术的不断发展，技术在该领域的发展将会获得更大的优势同时，城市控制测量伴随技术的发展将会达到更高的水平。
除上述功能之外，技术还能够用于土地的动态检测。由于所具有的精度高速度快效率高的特点，使得这种新的测绘方法足可以满足现阶段的土地动态检测的需要，同时解决了传统方法存在的速度慢效率低的问题，大大提高检测的速度以及数据的精准度，节省大量时间和人力。
三、结语
由于具有的诸多方面的优势，势必会给工程测绘工作带来全新的革命，各领域测量技术将会得到改革。不仅工程测绘的数据会更加真实更加准确更加可靠，而且将会扩大工程测绘的服务范围，从而使工程测绘的质量和效率得到明显的提高。毫无疑问，在未来的一段时间之内技术将主导整个工程测绘领域，并且在技术的革新进步的同时，将用更强的实用性拓展广阔的发展空间。
【参考文献】
[1]康宗道.工程测绘中GpS测绘技术的应用探析[J].河南科技，2014，14（5）：53.
[2]孙玉松.论测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，25（9）：102-104.
[3]陈巧英.论工程测绘中的测绘技术[J].科技创新与应用，2014，28（1）：192-193.