GPS技术在海洋测绘中的运用效果研究
摘要:随着目前国内卫星通信技术的不断发展进步,海洋测绘面临着一次巨大的改变,首先利用GPS突破了海洋测绘的技术层面,使海洋测绘全面进入数字技术时代。以GPS技术为代表的现代海洋测量新技术,已成为精确测量海岸地形和精确进行海上定位不可或缺的技术手段。GPS技术通过计算机技术来进行辅助,从而在海洋测绘中为其提供了广阔的应用。本文主要针对GPS技术在海洋测绘中的运用效果进行简要分析。
关键词:GPS技术;海洋测绘;运用;效果 1GPS的测量原理介绍
GPS技术是由美国国防部研发的一种全球性,全天候的高精确导航定位系统。该技术由24颗GPS卫星组成,分为军民两用系统,提供两个等级的服务。美国政府为了加强其技术在全球导航市场的竞争力与控制力,从而撤销了对GPS的干扰技术,大大提高了GPS的精准度。并试图提出以GPS技术和美国政府的增强系统作为国际市场使用的标准。
GPS的具体工作原理是由24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,按照一定的周期环绕地球转动。使得在任意时刻上的地球任意一个点,都可以同时观测到四个不同的GPS卫星。由于卫星的精确度比较高,所以可以计算出卫星到接收机之间的距离,通过利用三维坐标中的距离公式。仅仅利用三颗卫星就可以组成三个方式来计算出观测点的具体位置。在实际的计算过程中,还需要排除一些比较小的误差,从而提高计算的精准度。最后在许多的计算结果中,挑选出误差最小的一组用于定位导航。 2 GPS技术在海洋测绘中的应用 2.1海上定位
在进行海洋测绘工作前期,需要进行海上定位工作,保证能够更为详细和准确的判断出船舶的位置,也能为船舶导航工作的有效执行提供重要依据。所以,要促使海洋测绘工作的顺利执行,实施海上定位是非常必要的,在很大程度上,都会提高海洋测绘工作的质量。当前,进行的海上定位工作主要为对海面、水下进行定位。对于海面定位来说,能对船舶、岸边的距离进行判断。在近岸水域,要达到准确定位,可以使用大地测量方法、电磁波测距方法来实现。如果是远距离海区域,在测绘中,可以使用无线电定位技术、人造卫星技术等来实现。不仅如此,在一定条件下,也可以基于多种技术,在相互配合下,促使海上定位工作更准确。并且,基于GPS技术的使用,将接收机和船舶导航设备进行连接,也能促使船舶位置的详细确定。在海上定位工作中,使用GPS技术,其最为主要的是差分技術,利用该技术,能为其提供强大数据支持。如果是在近海区域,要找到一个恒定的基准点,在陆地上建设基准站,将为海上定位工作提供动态化和高精度化方式。比如:在海洋范围300千米范围以及陆地100千米范围内,可以增加一个基准站。一般情况下,基准站的建设多处于沿海位置,能为基准站和海上定位的实施提供较大方便。如果是在离海域比较远的位置,使用基准站的方式,将给海面施工工作带来较大难度。其原因主要是因为海洋工作具有较强的特殊性,使用大地测量方法、GPS技术静态定位方法还无法满足一定的测绘需求,在远距离的海上定位中面对较大困难。为了对其有效解决,使用GPS技术中的广域差分技术,能为远距离海上定位工作的顺利执行提供强大保障。 2.2深度测量
在对海洋的深度进行测量过程中,一般使用早波束水深测量系统。基于对多波束水深测量系统和单波束水深测量系统的对比分析,随着水深度的变化,单波束水深测量系统会出现不同的深度数据,数据信息的获取更为及时,也能对水深度进行垂直测量,该方式改变了单波束水深测量系统存在的缺点。海洋深度测量工作在实际执行期间,使用的测量工具一般是将船舶工具作为标准,再结合水深测量软件、GPS技术接收器等,能更为准确地获得信息。在对海洋深度进行实际测量的时候,需要在几方面来完善。第一,做好前期的准备工作,增加GPS技术基准站,并对各个区域实现测量,避免基准站周围存有遮挡物,以促使各个区域之间信号的有效传输。同时,也要对基准站周边的坐标进行换算,尤其是要加强数据信息的保密工作,这样测量工作在整体上才会更有效。第二,在实际测量工作中,加强数据信息的收集。在获得一些数据信息后,要对测量数据的准确性有效判断,以免因为数据错误导致基站的位置错误。为了改变其失误性,在进行测量的时候,要对各个仪器设备进行校对,保证获得的测量数据更准确。第三,完成测量工作后,需要加强对数据信息的处理。在工作实际执行期间,通过专业数据软件,对海洋深度测量报告有效探讨,将数据信息抓变为报告形式,并在整体上更为直观的分析,这样在测量期间不仅能达到数据共享,也会为海洋深度测量工作提供较大方便。 2.3地形测量
开展海洋水下地形测量工作,能为海上的石油工作、渔业以及航运等提供强大保障。在传统的海洋水下地形测量工作中,基于海底三维、平面坐标以及水声仪器的使用来获得数据信息。但是,该方法在实际测量期间,还无法获得准确数据。所以,渗透GPS技术,基于水声仪,能更为详细地判断出位置。基于较大比例尺、测量图和GPS技术差分法的使用,也能获得更为准确的信息。同时,将
GPS技术和计算机、绘图仪器相互结合,也会使海洋水下地形测绘工作更为简单,特别是通过相关模型的构建,都会使海洋水下地形数据充分获取。 2.4大地控制网
在海洋大地控制网中,主要执行地面控制点、海面控制点以及海底控制点工作。海洋大地控制网能为海洋测量工作提供强大保障,不仅可以详细地测绘出海洋水下地形以及海面变化,也能为海洋工程建设、海洋资源的积极开发等提供强大保障。为了促使海洋大地控制网的建设,可以将海底控制点作为根本,将控制点进行有效分布。一般情况下,海底控制点的组成主要为水声应答器、固定标志,基于GPS技术和卫星同步等定位原理,都能达到控制点的测量。对于水声应答器来说,在实际使用期间,测控点和GPS信号接收器间距测量都可以有效实现。如果要分析分布的控制点,可以基于统一坐标,利用GPS技术来进行测定。要保证海底控制点测量工作的完成,基于固定浮标、船只GPS接收机、水声定位装置的利用,都可以达到卫星的同步观测和控制点的分析,在GPS技术有效使用下,都达到了更为准确的定位。 2.5灾害监测
GPS技术在海洋测绘中的灾害监测也十分重要,能对海洋灾害的原因以及实际发展情况做出监测。海底塌陷情况的发生,是因为海底的动态反应导致的,促使海洋测绘工作的执行,会保证监测工作和预报工作,避免给生命、财产等带来较大损失。比如:在海洋测绘中进行海洋大地控制网、海底地层布测等,都有利于工作的完成,基于GPS技术,不仅会获得更高精度,其可靠性也得到保障。该技术使用后,一般要经过较长时间才可以进行重复性观测,促使海底地壳情况、
海底模块运动情况的详细分析。 3结束语
综上所述,目前来看,随着我国经济的不断发展,科技创新也得到了进步,从而GPS技术在各领域也得到了充分的应用,尤其是在海洋测量空间等方面。截止到目前为止,我国已经发射了四颗气象卫星以及两颗地球同步卫星,从而建立了北斗卫星导航系统,大大提高了定位导航的精确度。目前我国正在研制雷达卫星,相信在不久的将来将会发射雷达卫星,最终建立国家级的遥感卫星数据接收服务系统。所以在21世纪我国的GPS技术在海洋测绘领域中的应用,必定也会朝着自主高效,高精度的方向大步迈进,从而全方位的为建设海洋强国提供必要的海洋技术信息。 参考文献
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GPS技术在海洋测绘中的运用效果研究
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