注冊(cè)測繪師培訓(xùn)-海洋測繪

武漢大學(xué)測繪學(xué)院按照大綱要求，本次培訓(xùn)內(nèi)容分如

下四個(gè)部分：第一部分：海洋測繪內(nèi)容第二部分：水下地形測量第三部分：垂直基準(zhǔn)問題第四部分：成果呈現(xiàn)2大綱內(nèi)容：根據(jù)工程要求按海洋測繪進(jìn)行

項(xiàng)目分類，依據(jù)項(xiàng)目分類，選擇測量方法，

制定測量方案。解讀：需要掌握海洋測繪的內(nèi)容，其中包

括海洋測量內(nèi)容和海圖繪制內(nèi)容。其重點(diǎn)在

于海洋測量，結(jié)合其內(nèi)容和相應(yīng)的規(guī)范，制

定項(xiàng)目實(shí)施方案。4海洋測繪的主要內(nèi)容有：海洋大地測量；海洋工程測量；水深測量及水下地形測量；

障礙物探測；水文要素調(diào)查；海洋重力測量；海洋磁力測量；海洋專題測量和海區(qū)資料調(diào)查；各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版；

海洋地理信息的分析、處理及應(yīng)用。5根據(jù)海洋測量工作的目的不同，可把海洋測量任

務(wù)劃分為科學(xué)性任務(wù)和實(shí)用性任務(wù)兩大類：1、科學(xué)性任務(wù)一是為研究地球形狀提供更多的數(shù)據(jù)資料。二是為研究海底地質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供必要的資料。三是為海洋環(huán)境研究工作提供測繪保障。62、實(shí)用性任務(wù)關(guān)于海洋測量的實(shí)用性任務(wù)，主要指的是對(duì)各種不同

的海洋開發(fā)工程，提供它們所需要的海洋測量服務(wù)工作。主要包括：9海洋自然資源的勘探和離岸工程；

9航運(yùn)、9救援與航道；

9近岸工程；9漁業(yè)捕撈；9其它海底工程。7根據(jù)不同的工作內(nèi)容，可將海洋測量分成如下種：9海洋重力測量；

9海洋磁力測量；

9水文測量；9大地控制與海底控制測量；

9定位；9測深；9海底地形勘測

9制圖等。8海洋重力測量海洋重力測量的目的在于研究地球的形狀

和內(nèi)部構(gòu)造、勘測海洋礦產(chǎn)資源和保證遠(yuǎn)程導(dǎo)

彈發(fā)射提供海洋重力數(shù)據(jù)。海洋重力測量可分為：9海底重力測量；9航海(船載、機(jī)載)重力測量；9衛(wèi)星重力測量。9海洋磁力測量海洋磁力測量是測定海上地磁要素的工作，是研究地球物理現(xiàn)象，海洋資源勘探以及

海底宏觀地質(zhì)構(gòu)造的有力手段之一。海洋磁力測量的主要目的在于尋找與石

油、天然氣有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造和研究海底的大地

構(gòu)造。9在航磁力測量；9機(jī)載磁力測量9衛(wèi)星磁力測量10海水面的測定海水面的測定包括海面形態(tài)的測定和平均海水

面的確定。前者對(duì)海洋測量和海洋科學(xué)的研究有著

重要意義，而后者卻對(duì)大地測量有著重要的意義。大地控制和海底控制測量大地控制測量與以往所用的理論和原理相

同，而海底控制點(diǎn)的布設(shè)一般使用3個(gè)或4個(gè)一組

的應(yīng)答器通過聲學(xué)測距的辦法來建立海底控制。11定位精確地確定海洋表面，海水中和海底各種標(biāo)

志的位置稱為海洋定位。在海洋中對(duì)航行中的船

舶的定位主要采用衛(wèi)星定位的方法。測深一般采用回聲測深儀測水體的深度。目前所

用方法有：9船載在航水深測量；9機(jī)載激光系統(tǒng)；9衛(wèi)星水深測量。12海底地形地貌及底質(zhì)測量海底地形測量是測量海底起伏形態(tài)和地物的工

作。特點(diǎn)是測量內(nèi)容多，精度要求高，顯示海底地

物、地貌詳細(xì)。海底地質(zhì)探測是對(duì)海底表面及淺層沉積物性質(zhì)進(jìn)

行的測量。13海圖繪制海圖以海洋及其毗鄰的陸地為描繪對(duì)象的地

圖，其描繪對(duì)象的主體是海洋，海圖的主要要素

為海岸，海底地貌，航行障礙物，助航標(biāo)志，水

文及各種界線。海圖是通過海圖編制完成的。作業(yè)過程通常分為編輯準(zhǔn)備、原圖編繪和出版準(zhǔn)備三個(gè)階段。14海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）MGIS的研究對(duì)象包括海底、水體、海表面及

大氣及沿海人類活動(dòng)5個(gè)層面。一般GIS處理分析的對(duì)象大都是空間狀態(tài)或有

限時(shí)刻的空間狀態(tài)的比較；MGIS則主要強(qiáng)調(diào)對(duì)時(shí)

空過程的分析和處理，這是MGIS區(qū)別于一般GIS

的最大特點(diǎn)。15大綱：依據(jù)海道測量定位、測深原理和使用儀器的實(shí)際情

況，分析水深定位方法的可行性及其對(duì)水深測量成

果的影響。解讀:水下地形測量過程；儀器設(shè)備組成；設(shè)備的性能、精度及對(duì)水下地形測量的影響；掌握作業(yè)過程、數(shù)據(jù)處理過程及對(duì)水下地形測量的影響。17按照大綱要求，該部分包括如下內(nèi)容：一．定位原理及設(shè)備二．測深原理及設(shè)備三．水下地形測量四．水下地形測量誤差源及精度評(píng)估18海洋定位測量是海洋測量的一個(gè)重要分支。在

海洋測量工程中無論測量某一幾何量或物理量，如

水深、重力、磁力等，都必須固定在某一種坐標(biāo)系

統(tǒng)相應(yīng)的格網(wǎng)中。是海洋測繪和海洋工程的基礎(chǔ).海洋定位手段包括：?天文定位?光學(xué)定位?陸基無線電定位?空基無線電定位?水聲定位19鑒于GNSS在海上測量中的廣泛應(yīng)用，目

前主要講述GPS定位模式：GPS動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位的類型（方法）常用的GPS動(dòng)態(tài)定位精度1、GPS動(dòng)態(tài)定位9GPS動(dòng)態(tài)定位（測量），是利用GPS信號(hào)，測定相

對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的用戶天線的狀態(tài)參數(shù)，這些狀態(tài)參

數(shù)包括三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間等七個(gè)。

9導(dǎo)航，是測得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)，并導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)載

體準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的后續(xù)位置。21?定位原理劃分

9單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位

9相對(duì)動(dòng)態(tài)定位

9差分動(dòng)態(tài)定位

?實(shí)時(shí)性劃分

9實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位

9后處理動(dòng)態(tài)定位

?定位的載體

9偽距動(dòng)態(tài)定位

9載波相位動(dòng)態(tài)定位?差分GPS?差分GPS的類型?各類差分GPS簡介基本思路：利用設(shè)于坐標(biāo)已知的參考站，計(jì)算各類改正數(shù)、影響測量定位的誤差.誤差源及其特征：9衛(wèi)星軌道誤差：影響大小與測站位

置有關(guān)，距離較近時(shí)，影響大小相

近（誤差的空間位置相關(guān)性）

9衛(wèi)星鐘差：影響大小與測站無關(guān)

（時(shí)間相關(guān)性）9大氣折射（電離層、對(duì)流層折

射）：影響具有空間位置相關(guān)性

9多路徑：與測站有關(guān)，測站間無關(guān)24差分系統(tǒng)的構(gòu)成9基準(zhǔn)站（Reference/BaseStation）

9流動(dòng)站（Mobile/RoverStation）

9差分改正數(shù)25?位置（坐標(biāo)）差分與距離（偽距）差分

?位置改正數(shù)9位置改正數(shù)的確定9缺陷–要求參考站和流動(dòng)站所觀測的衛(wèi)星完全相同?距離改正數(shù)9距離改正數(shù)的確定：計(jì)算距離–觀測距離26?局域差分與廣域差分?局域差分GPS（LADGPS–LocalAreaDGPS）9基準(zhǔn)站作用距離：數(shù)百公里9特點(diǎn)：計(jì)算出?廣域差分GPS（WADGPS–WideAreaDGPS）9基準(zhǔn)站作用距離：數(shù)千公里9特點(diǎn)：將各項(xiàng)誤差分離出來，建立誤差與位置的關(guān)系

?分離出的誤差：衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差?建立誤差與位置的關(guān)系模型：大氣折射?增強(qiáng)型的差分GPS系統(tǒng)

?偽衛(wèi)星（Pseudolites）?LAAS–局域增強(qiáng)系統(tǒng)9LocalAreaAugmentationSystem

9應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)場，著陸系統(tǒng)?WAAS–廣域增強(qiáng)系統(tǒng)9WideAreaAugmentationSystem27?系統(tǒng)構(gòu)成9參考站9流動(dòng)站9數(shù)據(jù)鏈?特點(diǎn)高精度動(dòng)態(tài)測量，提供厘米級(jí)的平面和垂直定位解?應(yīng)用9大比例尺水下地形測量9無驗(yàn)潮模式下的水下地形測量

9GPS潮位等高精度測量。28?系統(tǒng)構(gòu)成9參考站9流動(dòng)站?特點(diǎn)高精度動(dòng)態(tài)測量，提供厘米級(jí)的平面和垂

直定位解?應(yīng)用9大比例尺水下地形測量9無驗(yàn)潮模式下的水下地形測量

9GPS潮位等高精度測量。29傳統(tǒng)RTK：RTK技術(shù)在應(yīng)

用中遇到的最大問題就是參考

站校正數(shù)據(jù)的有效作用距離。網(wǎng)絡(luò)RTK特點(diǎn):線性衰減的單點(diǎn)誤差模型被區(qū)域型的網(wǎng)絡(luò)誤差模型所取代，即用多個(gè)參考站組成的網(wǎng)絡(luò)來估計(jì)一個(gè)地區(qū)的誤差模型，并為網(wǎng)絡(luò)覆

蓋地區(qū)的用戶提供校正數(shù)據(jù)。用戶收到的不是某個(gè)實(shí)際參考站的觀測數(shù)據(jù)，

而是一個(gè)虛擬參考站的數(shù)據(jù)，和距離自己位置較近

的某個(gè)參考網(wǎng)格的校正數(shù)據(jù)，這就是技術(shù)。30虛擬參考站技術(shù)（VRS）是GPS網(wǎng)絡(luò)RTK中一種比較成

熟的、可實(shí)時(shí)提供高精度導(dǎo)航定位信息的技術(shù)。它主要是

利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有基準(zhǔn)站原始觀測數(shù)據(jù)，在流動(dòng)站附近實(shí)時(shí)

模擬一組參考站數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“參考站數(shù)據(jù)的模擬和重

建”。?覆蓋范圍更廣

?成本更低?精度和可靠性更高

?應(yīng)用范圍更廣?改進(jìn)了初始化時(shí)間31?參考站之間的模糊度解算（一般認(rèn)為已知）；?參考站之間的改正數(shù)的解算，包括電離層和電離層；?改正數(shù)的生成，包括目前各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)生成；?推導(dǎo)出VRS觀測值；

?流動(dòng)站用戶定位.32+VRS–VirtualReferenceStation?作業(yè)模型類似RTK

?原理利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某點(diǎn)（虛擬參考站）

各項(xiàng)誤差改正，再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)

和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上，得出虛擬參考站

上的虛擬觀測值，將其發(fā)送給用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)

定位。?特點(diǎn)9精度和可靠性高

9屬網(wǎng)絡(luò)33類型精度適合對(duì)象GPS導(dǎo)航儀30-50m海上航行導(dǎo)航信標(biāo)GPS接收1-3m中小比例尺水上測量機(jī)RTK、PPK厘米級(jí)大比例尺水下地形測量34+概述+回聲測深原理+多波束測深系統(tǒng)+高分辨率測深側(cè)掃聲納+基于水下機(jī)器人的水下地形測量+機(jī)載激光測深（LIDAR）+測線布設(shè)+測深精度+水位改正+測量數(shù)據(jù)質(zhì)量與管理35海底地形測量是測量海底起伏形態(tài)和地物的工作。是陸

地地形測量在海域的延伸。按照測量區(qū)域可分為海岸帶、大

陸架和大洋三種海底地形。特點(diǎn)是測量內(nèi)容多，精度要求

高，顯示內(nèi)容詳細(xì)。水深測量經(jīng)歷了如下幾個(gè)發(fā)展階段：測繩重錘測量（點(diǎn)測量）

單頻單波束測深（點(diǎn)測量）

雙頻單波束測深（點(diǎn)測量）

多波束測深（面測量）機(jī)載激光測深（面測量）水下地形測量的發(fā)展與其測深手段的不斷完善是

緊密相關(guān)的。36單頻單波束測深（點(diǎn)測量）安裝在測量船下的發(fā)射機(jī)換

能器，垂直向水下發(fā)射一定

頻率的聲波脈沖，以聲速C

在水中傳播到水底，經(jīng)反射

或散射返回，被接收機(jī)換能

器所接收。設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t，

換能器的吃水深度D，則換

能器表面至水底的距離(水

深)H為：37?單波束測深系統(tǒng)?四波束掃海測深儀。?多波束測深系統(tǒng)?高分辨率測深側(cè)掃聲納?水下機(jī)器人?激光測深38為了求得實(shí)際正確的水深而對(duì)回聲測深儀實(shí)測的深

度數(shù)據(jù)施加的改正數(shù)稱為回聲測深儀總改正數(shù)?；芈暅y深儀總改正數(shù)的求取方法主要有水文資料法

和校對(duì)法。前者適用于水深大于20米的水深測量，后

者適用于小于20米的水深測量。水文資料法改正包括：吃水改正△Hb、轉(zhuǎn)速改正△Hn聲速改正△Hc。?聲速改正數(shù)對(duì)總改正數(shù)△H影響最大39(1)測線布設(shè)為能夠采集到海區(qū)內(nèi)足夠的海底地形測量數(shù)據(jù)，以

能夠反映海底地形地貌起伏狀況，提高發(fā)現(xiàn)海底特

殊目標(biāo)的能力以及考慮到測量儀器載體的機(jī)動(dòng)性和

測量的效率、費(fèi)用、安全等因素，在海底地形測量

之前需要設(shè)計(jì)和布設(shè)測線。測線是測量儀器及其載體的探測路線，分為計(jì)劃

測線和實(shí)際測線。海底地形測量測線一般布設(shè)為直

線。海上測線又稱測深線。測深線分為主測深線和

檢查線兩大類。確定測線布設(shè)的主要考慮因素是測線間隔和測線

方向。40（2）測深線的間隔測深線的間隔是主要根據(jù)對(duì)所測海區(qū)的需求、海

區(qū)的水深、底質(zhì)、地貌起伏的狀況，以及測深儀器

的覆蓋范圍而定的?？傊?，以滿足需要又經(jīng)濟(jì)為原

則。國內(nèi)外具體處理方法一般有兩種，一種是規(guī)定圖

上主測深線的間隔為10毫米的情況下，根據(jù)上述原

則確定海區(qū)的測圖比例尺：另一種是根據(jù)上述原則

先確定實(shí)地上主測深線的間隔，再取其圖上相應(yīng)的

間隔，如6、、10毫米，最后確定測圖比例尺。我

國采用前者。41（3）測深線方向測深線方向是測深線布設(shè)所要考慮的另一個(gè)重

要因素，測線方向選取的優(yōu)劣會(huì)直接影響測量儀

器的探測質(zhì)量。選擇測深線布設(shè)方向的基本原則

如下：有利于完善地顯示海底地貌。

有利于發(fā)現(xiàn)航行障礙物。

z有利于工作。以上測線布設(shè)方向的基本原則大都是針對(duì)單波束測

深而言的，對(duì)多波束測深、側(cè)掃聲納、激光測深和

其他掃海系統(tǒng)還要考慮測量載體的機(jī)動(dòng)性、安全

性、最小的測量時(shí)間等問題，同時(shí)參照上述原則，

選擇最佳的測線方向。42水位改正是將測得的瞬時(shí)深度轉(zhuǎn)化為一定基準(zhǔn)上

的較為穩(wěn)定數(shù)據(jù)的過程，其目的是盡可能消除測深數(shù)

據(jù)中的海洋潮汐影響，將測深數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以當(dāng)?shù)厣疃?/p>

基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的水深數(shù)據(jù)。水位觀測過程中采用以“點(diǎn)”帶“面”的水位改正

方法，水位改正方法主要有單站水位改正法、線性內(nèi)

插法、水位分帶法、時(shí)差法和參數(shù)法等。43(1)單站水位改正法為求得不同時(shí)刻的水位改正數(shù)，一般采用圖解法和解析

法。圖解法就是繪制水位曲線圖，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)

表示水位改正數(shù)。解析法就是利用計(jì)算機(jī)以觀測數(shù)據(jù)為采樣點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式內(nèi)插來求得測量時(shí)間段內(nèi)任意時(shí)刻的水位改正數(shù)的方法。(2)線性內(nèi)插法線性內(nèi)插法的假設(shè)前提是兩站之間的瞬時(shí)海面為直線形

態(tài)。此法也同樣適應(yīng)三站的情況，其基本數(shù)學(xué)模型為：（兩站水位改正數(shù)模）（三站水位改正數(shù)模）44(3)水位分帶改正法(分帶法)水位分帶改正法分為兩站水位分帶改正、三站水位分帶改正(又稱三角分帶)。以兩站水位分帶改正法為例來介紹。水位分帶的實(shí)質(zhì)就是利用內(nèi)插法求得不同區(qū)的水位改

正數(shù)，與線性內(nèi)插法不同，分帶所依據(jù)的假設(shè)條件是兩站

之間潮波傳播均勻，潮高和潮時(shí)變化與距離成比例。459分帶的基本原則：分帶的界線方向與潮波傳播方向垂直。9分帶數(shù)：式中：K為分帶數(shù)；δz為測深精度；△ζ為兩站同時(shí)刻最大水位差。三站水位帶改正法(又稱三角分帶法)分帶原則、條件、

假設(shè)與兩站水位分帶改正法基本相同，其主要是為了加強(qiáng)

潮波傳播垂直方向的控制，需采用三站水位分帶改正法。46(4)時(shí)差法時(shí)差法水位改正是水位分帶改正法的合理改進(jìn)和補(bǔ)充。其

所依賴的假設(shè)條件是兩驗(yàn)潮站之間的潮波傳播均勻，潮高和

潮時(shí)的變化與其距離成比例。時(shí)差法是運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中互相關(guān)函數(shù)的變化特

性，將兩個(gè)驗(yàn)潮站A、B的水位視作信號(hào)，這樣研究A、B站的

水位曲線問題就轉(zhuǎn)化為研究兩信號(hào)的波形問題，通過對(duì)兩信

號(hào)波形的研究求得兩信號(hào)之間的時(shí)差，進(jìn)而求得兩個(gè)驗(yàn)潮站

的潮時(shí)差，以及待求點(diǎn)相對(duì)于驗(yàn)潮站的時(shí)差，并通過時(shí)間歸

化，最后求出待求點(diǎn)的水位改正值。47(5)參數(shù)法參數(shù)法直接從潮汐水位曲線的整體變化入手，采用最小

二乘擬合逼近技術(shù)，不僅求出兩驗(yàn)潮站的潮時(shí)差，還求出

了兩驗(yàn)潮站的潮差比和基準(zhǔn)面偏差?；驹恚浩渲?，x為垂直比例系數(shù)，表示兩站間的潮差比(潮高比)；y為水平延

遲系數(shù)，表示兩站間的潮時(shí)差；z為基準(zhǔn)面偏差。48（1）測深等級(jí)依測量精度要求、覆蓋率不同、定義了四種測量等級(jí)。一級(jí)測量：適用海道測量部門明確規(guī)定的重要海區(qū)；要求測線間距要小、100％的海底覆蓋率。二級(jí)測量：適用于其港口、入口航道、一般的沿岸和內(nèi)陸航道，限于水深小于l00米的海區(qū)使用。三級(jí)測量：適用于水深淺于200米且不被一、二級(jí)測量覆蓋的海區(qū)。四級(jí)測量：四級(jí)海道測量適用于水深超過200米且不被一、二、三級(jí)海道測量所覆蓋的其它所有海區(qū)。49（2）影響測深精度的因素水深精度應(yīng)理解為改正后水深的精度。水深精度主要受系

統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差影響。包括：①聲信號(hào)傳播路徑(包括聲速剖面)有關(guān)的聲速誤差；②測深與定位儀器自身的系統(tǒng)誤差；③潮汐測量和模型誤差；④航向與船搖誤差；⑤換能器安裝不正確引起的定位誤差；⑥運(yùn)動(dòng)傳感器的精度引起的誤差，如縱橫搖的精

度、動(dòng)態(tài)吃水誤差；⑦數(shù)據(jù)處理誤差等等。50（3）精度評(píng)估根據(jù)交叉點(diǎn)兩次測量的不符值統(tǒng)計(jì)結(jié)果來評(píng)價(jià)系統(tǒng)水下地

形測量的精度。測量線檢查線51（1）繪制海底地形圖海底地形圖的表現(xiàn)形式一般可分為二維等深線

圖和三維海底地形立體圖。自動(dòng)繪制等深圖常用方

法主要有兩種，一是三角形法，二是網(wǎng)格法。網(wǎng)格法繪制等深線分為在網(wǎng)格邊上求出等值

點(diǎn)，追蹤等值點(diǎn)和連接并光滑等值點(diǎn)連線。1（2）自動(dòng)繪制海底地形立體圖0海底地形立體圖是指海底地形立體透視圖。繪制海底地形立體圖，通常采用透視變換原理的連續(xù)斷面法來繪制。52大綱：根據(jù)測區(qū)已有深度基準(zhǔn)面資料情況，確定深度基準(zhǔn)面聯(lián)測和傳遞方案;依據(jù)潮汐理論和測區(qū)潮汐變化情況，分析潮波傳播規(guī)律；分析各相關(guān)因素對(duì)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的影響、分析數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)檢查方法對(duì)成果質(zhì)量及判斷的影響。54一．潮汐觀測二．潮汐、潮流分析三．垂直基準(zhǔn)四．基準(zhǔn)傳遞與推估五．影響成果質(zhì)量的因素分析55（1）潮汐一種海水規(guī)律漲落的自然顯現(xiàn)。潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的源動(dòng)力是日月引力，其

中月球引力占主要成分。（2）潮汐觀測采用如下手段進(jìn)行潮汐觀測：9水尺驗(yàn)潮9井式驗(yàn)潮驗(yàn)潮井9超聲波驗(yàn)潮

9壓力式驗(yàn)潮9GPS潮位水尺56一個(gè)太陰日（約24小時(shí)50分）內(nèi)，有兩正規(guī)半日潮：次高潮和兩次低潮，相鄰的高低潮之間的潮差幾乎相等，此類潮汐稱為正規(guī)半日潮。一個(gè)太陰日內(nèi)，也有兩次高潮和兩次低不正規(guī)半日潮：潮，但相鄰的高低潮之間的潮差不等，漲落潮時(shí)間也不等，且是變化的。不正規(guī)日潮：一個(gè)朔望月內(nèi)出現(xiàn)的一日一次高潮和一次

低潮的日潮類型。正規(guī)日潮：一個(gè)朔望月內(nèi)大多數(shù)天是日潮的性質(zhì)，少

數(shù)天發(fā)生不正規(guī)半日潮?！骸?.57（1）潮汐分析將潮位變化看作是許多分潮余弦振動(dòng)之和，根據(jù)最小二乘或波譜分析原理由實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算出各分潮平均振幅和遲角的過

程，即潮汐調(diào)和分析過程。根據(jù)觀測時(shí)間的長短，一般可將調(diào)和分析分為9短期9中期和9長期三類。方法有：z經(jīng)典：Darwin分析法、Doodson分析法;z現(xiàn)代：最小二乘分析法、傅立葉分析法和波譜分析法等。58要將理論潮高滿足實(shí)際海洋潮汐，則必須經(jīng)過一些

訂正。實(shí)際海水的漲落總可以表示為一些已知頻率的振

動(dòng)及非潮汐因素的擾動(dòng)之和，則實(shí)際潮汐部分的潮高h(yuǎn)為：mh=S+∑fHqt+Gv+u?g+γt（5-10）tiiiii0()cos((0))()i9S0為長期平均水位高度，9fii的交點(diǎn)因子，9Hi為分潮i的平均振幅9i為分潮i的角速率，9v0i為分潮i的格林威治零時(shí)天文初相角。

9ui為分潮i點(diǎn)訂正角。9gi為分潮i的區(qū)時(shí)專用遲角，9γ為擾動(dòng)項(xiàng)。9tHi、gi為調(diào)和常數(shù)，59日潮HH+KO11HM2>2.0半日潮HH+KO11HM2<混合潮HH+<<KO11HM2（2）潮流分析潮流同潮汐一樣，起因于日月引力，可表示為許多分潮流之和

的形式。為了分析和預(yù)報(bào)方便，一般將流速w分解為北分量u

和東分量v；流向記為θ。=?uw?=vw?cosθsinθ或=?ξ=′σ+σ?uUcos(v)ucostusin(t)iiiiiii?=?=′+vVcos(v)vcostvsin(t)ησσ?iiiiiii上式為一個(gè)橢圓方程，即由分量、矢量的矢端畫出的uv軌跡是一個(gè)橢圓。潮流調(diào)和分析同上述潮汐分析一樣，即利用上式計(jì)算各分潮流的調(diào)和常數(shù)、ξ、。UViiii根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行潮流預(yù)報(bào)、潮流性質(zhì)的分析以及潮

流橢圓的繪制。61潮流特點(diǎn)：?潮流的速度和方向都有周期性的變化，?在近岸和狹窄航道以及海峽，海流大體上分兩個(gè)方向流動(dòng)，即往復(fù)流；?

?在外海，潮流的速度和方向不斷的發(fā)生變化，即回轉(zhuǎn)流。以半日為周期的稱謂半日潮流，以全日為周期的稱為全日潮流；?

?從低潮到高潮的潮流稱為漲潮流，反之稱為落潮流。潮流可采用潮流圖來表示；62潮波特點(diǎn)：是海洋中以全日或半日為周期的的波動(dòng)，是海洋中典型的長波。是由于日月引力引起的大洋振動(dòng)，并向附屬海區(qū)傳播，在在地球自主偏向力的作用下，有的形成9旋轉(zhuǎn)潮波系統(tǒng)：9沿著一個(gè)方向傳播的朝波稱為前進(jìn)波；9經(jīng)大陸反射、入射波和反射波相互作用，形成駐波；潮波特點(diǎn)可利用潮波圖，即同潮圖，來表示，同潮圖是表示一個(gè)分潮潮波的潮時(shí)、潮差的分布和變化的圖。9同時(shí)發(fā)生高潮的點(diǎn)連接成線，即同潮時(shí)線9潮時(shí)差相等的點(diǎn)連接成線，即等潮差線63（1）海洋垂直基準(zhǔn)分類?高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)是陸地高程的起算面，它通常取為某一特定驗(yàn)

潮站長期觀測水位的平均值——長期平均海面，即定義

該面的高程為零，因此具有參考面的意義。?深度基準(zhǔn)海洋測量中常采用深度基準(zhǔn)面。深度基準(zhǔn)面是海洋測量中的深度起算面。不同的國家地區(qū)及不同的用途采用不同的深度基準(zhǔn)面。64（2）平均海面?平均海面的定義與算法平均海面亦稱海平面。某一海域一定時(shí)期內(nèi)海水面的平均位置。是大地測量中的高程起算面，由相應(yīng)期間逐時(shí)潮位觀測資料獲得，高度一

般由當(dāng)?shù)仳?yàn)潮站零點(diǎn)起算。1nMSLh=∑nin=i165?平均海面的穩(wěn)定性由于所取的觀測時(shí)間長度不可能剛好為各分潮的整周

期，因此，平均海面受剩余潮汐成分的影響，而且短期平均

海面還包含著長周期分潮的貢獻(xiàn)。另外，非潮汐因素（如氣象）在不同的時(shí)間長度內(nèi)表現(xiàn)

為不同的性質(zhì)，在足夠長的時(shí)間內(nèi)可視為噪聲，而短時(shí)間內(nèi)

則表現(xiàn)為信號(hào)。這使得不同時(shí)間長度的平均海面穩(wěn)定性不同。觀測時(shí)間3月半年5年平均海面與多年平均海面的最大偏差(cm)604085驗(yàn)潮站威海乳山口連云港營口秦皇島塘沽所需年數(shù)(年)66?國家高程基準(zhǔn)目前，世界各國或地區(qū)均以一個(gè)或幾個(gè)驗(yàn)潮站的長期

平均海面定義高程基準(zhǔn)。我國采用1954年黃海平均海面基準(zhǔn)和1985年黃海高程系67(3)海圖深度基準(zhǔn)面?海圖深度基準(zhǔn)面確定的基本原則①長期平均海面具有良好的穩(wěn)定性②需考慮航道的利用率?深度基準(zhǔn)面保證率:是在一定時(shí)間內(nèi)，高于深度基準(zhǔn)面的低潮次數(shù)與總次數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)。％×我國航海圖采用的深度基準(zhǔn)面理論最低潮面，其保證率為％左右?！?568?深度基準(zhǔn)面的計(jì)算世界各沿海國家根據(jù)海區(qū)潮汐性質(zhì)的不同采用不同的計(jì)算模型。

這些模型主要有：①平均大潮低潮面：=HM2+H2②平均低潮面③平均低低潮面：M2HK1+HO1)cos45°④略最低低潮面：M2+H2+H1+H1⑤觀測的最低潮面：1.2（M2+H2+H2）69理論深度基準(zhǔn)面又稱理論上可能最低潮面，其計(jì)算方法

是由弗拉基米爾斯基提出的。由92、S2、2、K2、Kl、Ol、P1、Ql這八個(gè)分潮疊加計(jì)算相對(duì)于長期平均海面可能出現(xiàn)的最低水位，9并附加考慮淺海分潮4、S4和6

9及長周期分潮Sa和SSa將該潮高表示的最低潮位置作為深度基準(zhǔn)面值，即定義：L??8?∑?L=??fHσt+V+u?g?mincos()iii0iii

i170（1）短期驗(yàn)潮站平均海面的確定?水準(zhǔn)聯(lián)測法若長期驗(yàn)潮站和短期驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)點(diǎn)均連接在國家水

準(zhǔn)網(wǎng)中，或兩站水準(zhǔn)點(diǎn)間可直接進(jìn)行水準(zhǔn)觀測?同步改正法同在短時(shí)間內(nèi)，兩驗(yàn)潮站短期平均海面與長期平均海面

的距平一致，其依據(jù)是兩驗(yàn)潮站的水位對(duì)氣象作用的

平均效應(yīng)及長周期分潮貢獻(xiàn)相同，一定時(shí)間長度的平

均海面已基本消除了主要潮汐成分的作用，所以潮汐

性質(zhì)的不同對(duì)傳遞精度的影響不大。71?線性關(guān)系最小二乘擬合法上面的同步改正法假定兩驗(yàn)潮站的平均海面短期距平

相等，下面認(rèn)為兩站的平均海面短期距平具有比例關(guān)系：Δ=ΔkMSLBA則有：=+?AL令：MSL=+C則短期平均海面有如下關(guān)系：=+CBSAS即兩站的長期平均海面與短期平均海面有相同的線性關(guān)系，常數(shù)的意義是兩站水尺零點(diǎn)偏差。C72?多站傳遞推估數(shù)據(jù)的處理兩個(gè)以上同步觀測的長期驗(yàn)潮站可以用于平均海面?zhèn)鬟f，此時(shí)可用每個(gè)驗(yàn)潮站實(shí)現(xiàn)傳遞獲得多組短期驗(yàn)潮站平均海面估計(jì)，然后根據(jù)短期站與長期站的空間分布或單純以距離倒數(shù)加權(quán)得最后結(jié)果。73（2）深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f與推估海圖深度基準(zhǔn)面?zhèn)鬟f的主要方法是潮差比法，因?yàn)樯疃然鶞?zhǔn)面數(shù)

值等效于最大半潮差，可以假定兩站的短期潮差比與兩站的理想最大潮差比相等，即有：RL==BBRLAAr因此，由同步觀測時(shí)間的潮差比可以獲得短期站深度基準(zhǔn)值：rL=rLBA由短期站的平均海面高度獲得深度基準(zhǔn)面在水尺零點(diǎn)上的高度：H=MSL?LLBBB在有多個(gè)已知長期驗(yàn)潮站時(shí)通常采用深度基準(zhǔn)值的直接內(nèi)插推估方法，

如采用距離倒數(shù)加權(quán)內(nèi)插法：LnnL1=∑∑/iSSi1ii1i==或在長期站和短期站調(diào)和常數(shù)已知時(shí)，以略最低潮面值為中介，即按

如下方法推估：?1Ln∑L(HHHH)=??+++in=(HHHH)??2211??2211iMSKOi175（3）平均海面和深度基準(zhǔn)面的綜合傳遞平均海面與深度基準(zhǔn)面綜合傳遞法可采用曲線比較法和平均海平

面序列與高、低潮序列綜合推估法。曲線比較法是假設(shè)長期驗(yàn)潮站利短期驗(yàn)潮站的水位序列分別可表示為(i)、(i)，二者的關(guān)系可用數(shù)學(xué)模型表示為：Di=i+y+z()()76根據(jù)實(shí)際情況，提出提供成果的形式和要求（即需要制定海圖編繪的方案或者大綱）；按照制圖原理，結(jié)合海圖實(shí)際確定制圖原則（即需要確定海圖制圖采用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、分幅編號(hào)、制圖綜合、符號(hào)、印色和更新等方面的原則）。78一．海圖的內(nèi)容、形式和類別二．海圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)三．海圖坐標(biāo)系及分幅四．海圖符號(hào)及要素表示五．制圖綜合六．海圖制作與生產(chǎn)79海圖是海洋調(diào)查研究的成果，同時(shí)又是服務(wù)于海洋開發(fā)

利用的工具。海圖是地圖中的一個(gè)門類，區(qū)別于其它地圖的

三個(gè)基本特點(diǎn)是：?有特定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?利用特殊的符號(hào)系統(tǒng)?對(duì)制圖現(xiàn)象的取舍和概括80海圖的內(nèi)容可歸結(jié)為六大要素：9海岸9海底地貌9航行障礙物海圖的基本功能表現(xiàn)為：9助航標(biāo)志①海圖是海洋區(qū)域的空間模型。9水文②海圖是海洋信息的載體。9及各種界線③海圖是海洋信息的傳輸工具。④海圖是海洋分析的依據(jù)。海圖主要服務(wù)于：①航海②漁業(yè)③海洋工程④國際交往⑤國防事業(yè)⑥海圖歷史研究等。81海圖的內(nèi)容劃分為數(shù)學(xué)要素、圖形要素和輔助要素三大

類。數(shù)學(xué)要素?cái)?shù)學(xué)要素是建立海圖空間模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是海圖內(nèi)容中

非常重要的要素，包括海圖投影及與之有關(guān)的坐標(biāo)網(wǎng)、基準(zhǔn)

面、比例尺及大地控制網(wǎng)。圖形要素海圖圖形要素是借助專門制定的海圖符號(hào)系統(tǒng)和注記來表

達(dá)的。輔助要素輔助要素是幫助讀者讀圖和用圖的要素。82海圖圖形要素分為：①海域要素②陸地要素海圖主要有：①紙質(zhì)海圖②電子海圖83世界各國對(duì)海圖的分類雖存在著較大的差異，但其共性

主要表現(xiàn)為：①分類要有統(tǒng)一的分類標(biāo)志。②分類要由總概念向分概念逐級(jí)過渡。③分概念的總和應(yīng)等于總概念。④每一分類等級(jí)彼此間應(yīng)能明顯區(qū)分。⑤分類應(yīng)考慮到穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性。84海圖按用途分：通用海圖、專用海圖和航海圖三大類。85海圖按內(nèi)容可分為：普通海圖、專題海圖和航海圖三大類。86（1）海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)指海圖的

?投影?比例尺?坐標(biāo)系統(tǒng)?高程系統(tǒng)（基準(zhǔn)面）?制圖網(wǎng)及分幅編號(hào)等內(nèi)容。海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)中最重要，也是最復(fù)雜的問題是海圖投影的問

題。地圖投影的理論完全適用于海圖投影，但對(duì)于某些海

圖，由于其特殊用途和使用要求，需采用特定的投影。87（2）地圖投影的一般概念88（3）投影的分類地圖投影的種類很多，通常以投影的變形性質(zhì)、正常位置下

經(jīng)緯線形狀或投影面與地球橢球的相關(guān)位置不同為標(biāo)志進(jìn)行

分類。按變形性質(zhì)分類：9等角投影9任意投影9等面積投影9任意投影89按正常位置下經(jīng)緯線形狀分類9圓錐投影9圓柱投影9方位投影按照輔助面與地球橢球位置的不同，分為：9正軸、橫軸、斜軸圓錐投影，9圓柱投影9正橫斜方位投影上述情況按照變形均分為等角、等面積和等距離投影。有些投影不設(shè)某種幾何輔助面，而設(shè)一些假定的條件，如：9偽圓錐投影9偽圓柱投影9偽方位投影9多圓錐投影等。90(4)投影的選擇投影選擇的一般原則是：①充分考慮各種投影的變形特征，所選擇投影的變形要

盡可能小，并符合地圖的用途；②單幅圖選擇投影時(shí)，要考慮與之配合使用的圖的投影

盡可能一致。③在保證上述要求的前提下，盡可能選擇經(jīng)緯網(wǎng)圖形簡

單的投影，以便計(jì)算、展繪、作業(yè)和使用。④新編圖的投影與基本資料圖的投影盡可能一致或接

近，以便作業(yè)、投影轉(zhuǎn)換和保證成圖精度。海圖通常選擇：①墨卡托投影②高斯—克呂格投影③日晷投影91根據(jù)上述原則，給出各種海圖的投影選擇。?航海圖的投影選擇船舶航行時(shí)通常保持分段等角航行，因此，航海圖的投影必須是等角的，墨卡托投影（等角正圓柱投影）是國際海道測量組織IHO要求的海圖投影。92?普通海圖的投影選擇普通海圖包括海底地勢(shì)圖（海區(qū)形勢(shì)圖）和海底地形圖。?海底地勢(shì)圖此類圖一般比例尺較小，包含的地理區(qū)域較大。為便于

指揮聯(lián)絡(luò)，海底地勢(shì)圖與航海圖采用統(tǒng)一的投影是合適的。

同時(shí)，考慮到地勢(shì)圖對(duì)投影的變形要求不高，因此，各國出

版的海底地勢(shì)圖，絕大多數(shù)采用墨卡托投影。?海底地形圖此類圖比例尺相對(duì)較大，要求有較高的量測精度。這類

圖可供選擇的投影較多，各個(gè)國家常常根據(jù)本國的地圖位

置、區(qū)域形狀、投影使用習(xí)慣，以及與陸地地形圖協(xié)調(diào)一致

等來選擇投影。93?專題海圖的投影選擇專題海圖的內(nèi)容很廣泛，表示方法也很多。綜合各國經(jīng)

驗(yàn)，與航海有關(guān)的各種專題海圖，即航海參考圖，應(yīng)采用墨

卡托投影編制。各種非航海用的專題海圖，如只作為參考

用，對(duì)限制投影變形沒有特定要求時(shí)，也應(yīng)盡可能采用墨卡

托投影。94從目前出版的多數(shù)海圖集來看，其主要投影仍然還是墨卡托投影。大致有下列情形：?航海圖集或航海參考圖集。這類海圖集均采用墨卡托,投影。?各種專題海圖集和綜合性海圖集。它們雖然不是航海圖集，或者主要不是供航海參考用，但其中的大部分圖集

或圖集中的大部分圖幅均采用墨卡托投影。?某些圖集中的部分序圖，如世界海洋圖、大洋圖等小比例尺形勢(shì)圖，可采用習(xí)慣的其它常用投影，如偽圓柱投

影、多圓錐投影等。95(5)墨卡托投影墨卡托投影是等角正圓柱投影，具有如下特點(diǎn)：①經(jīng)線為一組垂直的等距離平行線，兩線間隔與相應(yīng)的經(jīng)差值成正比；②緯線為一組水平的等距離平行線，與經(jīng)線正交，兩相鄰緯線間距不等，右赤道到兩極逐漸伸長，極地處無

窮大；③圓柱面與地球面相切（相割）處的緯線稱為“基準(zhǔn)緯

線”，其變形為零，無角度變形，投影點(diǎn)處的長度比在任何點(diǎn)處相等。④不同緯度上的點(diǎn)產(chǎn)生的長度比不同，長度和面積變形與緯度有關(guān)，與經(jīng)度無關(guān)；⑤等角航向?yàn)橹本€。96(1)海圖坐標(biāo)系確定坐標(biāo)系包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：①確定把大地水準(zhǔn)面上的測量成果化算到橢球面上計(jì)算工作中所用的橢球的大小；②確定橢球體與大地體的相關(guān)位置，這項(xiàng)工作稱為橢球體的定向。我國目前采用北京坐標(biāo)系和年坐標(biāo)系。1954198097（2）海圖的分幅和編號(hào)海圖分幅是海圖編制的第一道工序，是海圖編輯設(shè)計(jì)的重要

環(huán)節(jié)。海圖分幅質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響海圖的使用價(jià)值。海

圖的分幅一共有：①掛圖的分幅②海底地形圖的分幅③航海圖的分幅98①掛圖的分幅常用于編制海底地勢(shì)圖、形勢(shì)圖、轄區(qū)圖和戰(zhàn)區(qū)圖等，。

遵循以下原則：9一般采用墨卡托投影。采用區(qū)域中緯為整套圖的基準(zhǔn)緯線。9圖幅數(shù)不宜過多，圖積不宜過大。考慮懸掛的可能性。

9要保持區(qū)域的完整性。9在充分考慮全圖使用價(jià)值的前提下，盡可能照顧到其中單幅圖的獨(dú)立使用價(jià)值，或其中某幾幅相鄰圖構(gòu)成的新掛圖的使

用價(jià)值。99②海底地形圖的分幅9海底地形圖的分幅是陸地地形圖分幅在海洋中的延伸。9我國和世界上許多國家都按世界地圖織組確定的國際百萬分一的分幅原則對(duì)陸地地形圖進(jìn)行分幅。9有的國家海底地形圖的分幅與相同比例尺的陸地地形圖完全一致。其優(yōu)點(diǎn)是陸海地形圖成為一個(gè)系列，便于編

制、保管，也便于海岸帶開發(fā)時(shí)拼接使用。9其基本形式是同比例尺成套出版分幅時(shí)從海岸線向外海延伸，在保證海岸線完整的前提下，陸地面積盡可能

小，海洋區(qū)域?yàn)閳D幅的主體。③航海圖的分幅航海圖分幅要遵循的原則為：9保持海岸線、航線和區(qū)域的完整性；9航行目標(biāo)應(yīng)包含在相應(yīng)的航海圖上；9遇復(fù)雜地形和障礙物時(shí)，不可通航水域不占過大的圖面；9可通航水域不應(yīng)被復(fù)雜地形、障礙物及圖廊線封堵；9孤立的、危險(xiǎn)性大的礙航物，應(yīng)置于較大比例尺的圖幅內(nèi)，不應(yīng)置于同比例尺成套圖的疊幅處；9同比例尺系列成套航行圖的鄰幅之間要有疊幅，且疊幅不應(yīng)處于復(fù)雜海區(qū),疊幅處要有足夠的航行目標(biāo)；9盡量減少圖幅數(shù)量。（1）海圖符號(hào)的概念及分類海圖把海域及沿海陸地的各種信息依靠海圖符號(hào)表達(dá)給用

戶，海圖符號(hào)是海圖作為信息傳遞工具所不可缺少的媒介。

具有：①能對(duì)客觀事物進(jìn)行不同程度的抽象、概括和簡化。②賦予海圖極大的表現(xiàn)能力。③提高海圖的應(yīng)用效果。按分布范圍，海圖符號(hào)可分為：①點(diǎn)狀符號(hào)②線狀符號(hào)③面狀符號(hào)按符號(hào)的尺寸與海圖比例尺的關(guān)系，海圖符號(hào)可分為：①依比例尺符號(hào)②半依比例尺符號(hào)③不依比例尺符號(hào)（2）海圖圖式世界各國航海圖的生產(chǎn)都對(duì)海圖符號(hào)有統(tǒng)一的的規(guī)定，即《海圖圖式》，它包含了繪制航海圖的全部符號(hào)和縮寫，也是繪