测绘学概论06海洋测绘.ppt

我国是一个海洋大国。在东、南面有长达1 .8万公里的海岸线，与之相邻有渤海、黄海、东海和南海，为西北太平洋陆缘海。按照联合国《海洋法公约》，我国辖属的内水、邻海、大陆架、专属经济区的面积约为300多万平方公里，岛屿6500个，还拥有许多优良的港湾。 因此，海洋开发和利用对我国的国民经济建设具有战略性意义 。 一切海洋经济、军事或科研活动（如海上交通、海洋地质调查和资源开发，海洋工程建设、海洋疆界勘定、海洋环境保护、海底地壳和板块运动研究等），均需要海洋测绘为其提供不同种类的海洋地理信息要素、数据和基础图像。 海洋测绘是一切海洋活动的前提和基础。 海洋测绘与陆地测绘中相关的理论和方法具有密切的联系，但又有其独特的一面； 现代海洋测绘技术是建立在海洋物理知识基础上的多学科的综合； 海洋测量环境相对陆地复杂，测量手段也比较独特； 现代海洋测绘已发展为潜载、船载、机载和星载测绘技术于一体的、多学科交叉的综合性学科。 §6.2 海洋测绘内容 海洋测量包括： 海洋大地测量 水深测量 海洋定位 海底地形地貌测量 海洋工程测量 海洋重力测量 海洋磁力测量 海洋水文测量 海洋信息管理包括： 海洋地理信息的管理、分析、处理、应用以至数字海洋。 §6.2.1 海洋大地测量 建立海洋控制网，为水面、水体、水底定位提供控制点服务。 海洋控制测量主要包括： 海上控制网的布设和施测。海上控制网包括：海岸、岛—陆、岛—岛控制网。 海底控制网的布设和施测 海上控制网的布设与测量 海岸控制网主要包括岛屿与岛屿、岛屿与陆地间控制网，这些控制网的布设与陆地基本相同，但选点时，需要考虑海洋测绘的具体要求。 海岸—岛礁、岛屿—岛屿GPS控制网的布设，可方便的将陆地平面基准及坐标引入远离陆地的岛屿。目前，海岸控制网的施测主要采用GPS来实现。 海底控制网 海底控制网的布设主要采用三角形和正方形图形结构。 海底控制网的控制点为海底中心标石。声波在海水中具有很好的传播特性，因而，观测目标的照准标志通常采用水声照准标志（如水听器或应答器），而观测手段采用声学测距技术。 海底控制网测量和计算思想： 双三角锥测量是首先利用正三角锥测量，获得浮标或者船体的平面位置，即通常的GPS动态测量，依目前的定位技术，采用非差单点定位，可获得分米甚至厘米级的平面定位精度。 正三角锥测量是声学测量，利用超短基线或长程超短基线确定各个水听器之间的距离，进而获得水底水听器的位置。 正倒三角锥测量实际上利用了GPS测量技术和超短基线定位技术联合实现海底控制点的确定。 测量和计算思想仍为传统的边交会。 海底控制点的解算原理 §6.2.2 水深测量 水深测量经历了如下几个发展阶段： 测绳重锤测量（点测量） 单频单波束测深（点测量） 双频单波束测深（点测量） 多波束测深（面测量） 机载激光测深（面测量） （1）测绳重锤测量（点测量） （2）单频单波束测深（点测量） （3）双频单波束测深（点测量） 换能器垂直向水下发射高、低频声脉冲，由于低频声脉冲具有较强的穿透能力，因而可以打到硬质层；高频声脉冲仅能打到沉积物表层，两个脉冲所得深度之差便是淤泥厚度Δh 。 （4）多波束测深（面测量） 多波束测深系统是从单波束测深系统发展起来，能一次给出与航线相垂直的平面内的几十个甚至上百个深度。它能够精确地、快速地测定沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状、最高点和最低点，从而较可靠地描绘出水下地形的精细特征，从真正意义上实现了海底地形的面测量 多波束测深系统主要由发射器基阵、发射子系统，信号接收系统及声纳处理系统，图形处理及显示子系统，后处理工作站等组成。 多波束测深仪的换能器基阵精密安装在船底或拖曳在船尾。因为其测深的声线是斜距，声速剖面的精确性和船航行时的摇摆、升降对观测精度影响特别大。因此多波束测深仪要配置姿态传感器或涌浪滤波补偿仪及声速剖面仪。 姿态传感器能测出横滚、俯仰、偏航参数，采用这些参数对水深值和位置进行改正，涌浪滤波补偿仪能对因波浪运动而引起的误差源进行校正补偿，输出数据包括：涌浪、未校正深度、校正后深度和可选择的横摆、纵摆数据。 声速剖面仪能测出海水沿垂直方向的分层声速，进而可对声线弯曲进行改正。 以获得波束脚印的船体坐标。 设换能器在船体坐标系下的坐标为(x0 ,y0 , z0)，则波束脚印的船体坐标(x，z)为： （5）机载激光测深（面测量） 6.2.3 海洋定位 按照定位的对象，海洋定位可分为： 海面定位 水下定位 （1）海面定位 海面定位目前可采用如下定位方式： 天文定位 陆基无线电定位 GPS及其他卫星定位