水深测量误差成因分析

由天下分享时间：2024/12/12 15:57:52 加入收藏我要投稿点赞

水深测量误差成因分析

【摘要】中国拥有的海洋国土面积是299.7万平方公里，包括内水、领海及专属经济区和大陆架，水域面积，排名世界第三。随着陆地上资源的逐步消耗，人们开始进入水域区域探测资源和加以利用。水域资源的开发，成为现代经济发展的新趋势。在我国，围海造地、港口开发、桥梁建设等工程项目层出不穷。随着项目建设在施工质量和施工效果要求上的不断提高，对于水域区域水深测量精度也越来越高。本文就水深测量中对测量造成误差的因素做出分析，同时对于该测量误差应该做出的修正作以探讨。通过本文的介绍分析，相信对于我们进一步开发水域资源有很好的帮助。【关键词】水深测量测量技术海洋开发水域开发测量误差中图分类号：p716+.11文献标识码： a 文章编号：一．引言

水域资源的开发，离不开前期的测量，只有对水域地形掌握清楚，才能稳固的进行建设。科学技术的发展和测量技术的变化，使得水域水深测量的精度也越来越高，水下测量系统得以广泛使用。各类型的仪器和配套设备以及处理软件开发利用也得到快速发展。传统的水深测量设备正被水深测探系统替代。虽然水深测探仪器运用了先进技术，但仍然无法避免在测量中出现误差。在本文中，对于测量中容易出现误差因素做出简单分析，同时给出了修正方法，并对探测测量精度进行评估。

二．现代水域水深测量误差分析及改正

1.水域水深测量误差成因：

（1）深度测量误差。具体为：测深仪测深（仪器标称值）；测深仪换能动态吃水；海水声速。

（2）测量定位误差。具体为：gps接收天线多路径效应；差分方法（伪距/相位差分）；电离层改正模型；单频/双频机；卫星几何强度；定位点到gps差分基准站的距离；差分信号发送间隔；不同坐标系间坐标转换

（3）潮位观测、潮位改正及理论深度基准面的误差。具体为：潮汐观测值；潮位改正模型；理论深度基准面

（4）波浪效应、定位中心偏心等测量环境引起的误差。具体为：波浪效应；定位中心偏心效应；测深延迟效应；船速效应；波束角效应。

2. 深度测量误差。

在水深测量中，一般使用测探杆、测探锤和回声仪器等工具。随着科技的引进，现在也开始使用多波速探测系统和遥感技术。由于受到水域各种物理因素和化学因素，测量深度同样受到限制。常规测探法采用水准测量方法，其计算方法是计算高程和深度基准层面的差距。在测量工作中，要进行探测点的定位，测得水深后，要进行水位改正。在水位改正时，一般根据测量水面高度差距，分别选择潮位观测资料参考和分区改正法。其中，在近海测量中，也可以采用模拟法进行改正。

在测量中，一般探测仪器都是临时安装在船只上，采用悬挂的方

法固定在船舷外侧。此种安装方法因为不牢靠，测量仪器本身就处于不稳定状态。而且安装时，不能保证垂直安装，更对测量带来误差，导致测量的深度偏深。测量船只受到吃水量的影响，当船速越快时，加上波浪的影响，导致吃水量的偏差。因此，在测量时，要确定标准，进行参考记录。

对于此类误差，可在平时工作中多做修正。要求专业操作人员了解机器性能，加强机器设备保养和技术校正，同时，在操作中，严格按照测量标准进行操作。在测量时，要对每一种测量系统进行单独分析，系统的分析影响测量精度的原因。 3. 测量定位误差。

水深测量时，依靠测量传感器。如传感器定位不准，将导致测量结果的不可采纳。在测量中，定位、深度、起伏和水声参数，都容易导致错误。传感器依靠gps进行定位，测量中要考虑gps定位的偏差以及实际条件下对于gps测量精度的影响。其中，船速和gps信号滞后以及gps定位中心偏差，都影响了测量的准确性。在gps定位中，外界条件也对定位精度产生影响。地球周围的电离层和对流层造成gps信号的延迟。其折射效应，使得传播速度和传播路径发生变化。其次是gps本身的误差，如卫星的时钟误差，这些误差即使很小，即便是在持续修正，都影响接收器在测量工作中的准确性。其他要考虑gps卫星在轨误差和人为干扰因素。为避免此类定位误差，在操作中，要增加定位设备接收效果，同时要进行测试实验，找出误差均值，便于测量后进行参考使用。

4. 潮位观测、潮位改正及理论深度基准面的误差。

潮位观测时为了保证所测深度订正到规定的深度基准面，需要通过永久性或临时性的潮位观测站完成。潮位观测站的分布密度，要能够控制全测区的潮汐变化。相邻潮位观测站间，最大潮高小于等于0.4m，最大潮位时差不超过1小时，而且要求各潮汐性质基本相同。在一般的水深测量中，这是基本测量前提。潮汐观测的目的是为了了解潮汐性质，计算该地区的潮汐调和常数、平均海面、深度基准面以及测量不同时刻的水位修正数。通常来讲，在高潮和低潮的前后2个小时，记录间隔较短，在平潮中，记录间隔教长。这点在测量参考数据时，要引起注意。潮位观测时，要注意：

（1）潮汐因素会导致所测的水深值定制至基准面时，不同时段测得的同一侧线，对水深存在系统差异影响。

（2）测量船只受到气象因素，如风向、风速，导致航行姿态对于测量的影响。

（3）海浪的大小影响水深测量资料的精度。船只随着波浪的起伏，导致测量精度的降低。

5. 波浪效应、定位中心偏心等测量环境引起的误差。对于有波浪影响的水深测量过程中,影响测深数据精度的主要因素是测船的纵横摇摆和上下升沉。横纵摇摆和升沉不仅影响测深的点位精度,还影响测深点的测深精度。在水深测量过程中,船体本身(形状、大小及换能器安装的位置)、船速、波向角、波高及波周期

测以及船受波浪的影响等因素有关。船速也直接影响了测量精度和效率。如果船速过低，测量效率得不到保证，相反，如果过高的船速可导致测量精度的可靠性降低，并且给测量深度和定位带来困难。测量中，要考虑船速对于测深值的影响，同时要注意海底信息收集的完整度和可靠性，还要注意海底地形地貌对于测量信息的影响。

一般来说，可通过以下方法，减少测量误差：

（1）在测量水域较大时，适当放低船速，要在测量方向上布置测量标准线。

（2）在偏离计划测量标准线时，要缓慢改变航偏角，同时要降低船速。

（3）船速变化控制在0-0.2节内，航偏角控制在3°以内。（4）测量水域底部情况复杂时，要降低船速。三．结束语

水深测量中，因为环境以及客观原因引起的测量误差不尽相同，在测量中，要根据实际情况进行对应修正。同时，作为施工工程的基础，测量精度更有待遇提高。随着技术的成熟，必将带来测量技术的新发展。参考文献：

[1] 冯守珍，胡光海水深测量误差成因分析 [期刊论文] 《海岸工程》 2004年2期

[2] 王柱浅析水深测量误差分析与改正 [期刊论文] -中国水运