1、2.2 海洋测量知识点海洋测量知识点1 技术设计技术设计海洋测量技术设计的主要内容;?确定测量目的和测区范围;?划分图幅及确定测量比例尺;?确定测量技术方法和主要仪器设备;?明确测量工作的重要技术保证措施;?编写技术设计书和绘制有关附图。技术设计工作步骤分为:资料收集和分析、初步设计、实地勘察、技术设计书编制等阶段。知识点知识点2 控制测量控制测量(一)平面控制测量(一)平面控制测量 海洋平面控制测量的方法有:三角测量、导线测量、卫星定位测量等。按平面控制精度,海洋平面控制点分为;海控一级点(h1)、海控二级点(h2)、测图点(hc)。海控一、二级点布测的方法主要采用gps测量、导线测量和三角
2、测量,测图点可采用gps快速测量法、导线、支导线和交会法测定。海控点的分布应以满足水深测量和海岸地形测量为原则。测定平面控制的主要控制点时,采用常规大地测量方法,其相对误差不大于1/100000;采用卫星定位方法,在置信度为95%时,定位误差不超过10cm。测定次级控制点时,采用常规大地测量方法,其相对误差不大于1/10000;采用卫星定位方法测定时定位误差不超过50cm。(二)高程控制测量(二)高程控制测量 海洋高程控制测量的方法主要有:几何水准测量、测距高程导线测量、三角高程测量、gps高程测量等。海洋高程控制测量的有关技术要求如下:1)在有一定密度的水准高程点控制下,三角高程测量和gps
3、高程测量是测定控制点高程的基本方法;Page 1 of 72015-7-112)电磁波测距三角高程测量可代替四等水准测量和等外水准,但三角高程网各边的垂直角应进行对向观测;3)用于三角高程起算的海控点、测图点、验潮水尺零点、工作水准点及主要水准点,均应用水准联测(所谓水准联测,就是用水准测量的方法,测出水尺零点相对国家标准基面中的高程,从面固定了水位零点、平均海面及深度基准面的相互关系,也就保证了潮位资料的统一性。)的方法确定其高程。用水准联测高程时,必须起测于国家等级水准点。验潮站水准点与验潮站水尺间的联测,按等外水准测量要求施测;4)gps高程测量时,应对测区的高程异常进行分析。在地貌平坦
4、区域,已知水准点距离不超过15km,点数不少于4个;困难地区,水准点分布合理情况下不少于3个,解算出的未知点高程在满足规范要求时可作为相应等级的水准高程(外推点除外)使用。(三)深度基准面的确定与传递(三)深度基准面的确定与传递 海洋测深是确定海底表面至某一深度基准面的差距。确定深度基准面的基本原则:充分考虑船舶航行安全;保证航道或水域水深资源的利用效率(衡量航道水深资源利用率的尺度就是深度基准面保证率);相邻区域的深度基准面尽可能一致。我国采用理论最低潮面作为深度基准面。深度基准面的高度从当地平均海面起算,深度基准面一经确定且在正规水深测量中已被采用者,一般不得变动。海洋测深基本空间结构如下
5、图:Page 2 of 72015-7-11知识点知识点3 海洋测量定位海洋测量定位 海洋定位通常是指利用两条以上的位置线,通过图上交会或解析计算的方法求得海上某点位置的理论与方法。海上位置线一般可分为方位位置线、角度位置线、距离位置线和距离差位置线四种。通常可以利用两条以上相同或不同的位置线定出点位。目前海洋定位的方法主要有:光学定位、无线电定位、卫星定位、水声定位等。知识点知识点4 水文观测水文观测 主要观测海水温度、盐度、密度、含沙量、化学成分、潮汐、潮流、波浪、声速等要素,为编辑出版航海图、海洋水文气象预报、海洋工程设计以及海岸变迁和泥沙淤积等海洋科学研究提供资料。(一)海洋潮汐观测(
6、一)海洋潮汐观测 1.海洋潮汐现象 海水受太阳、月球等天体引潮力的作用,并受到海底地形和海岸形状影响,而产生的海面周期性升降运动叫作潮汐。潮汐周期:两个相邻高潮或两个相邻低潮之间的时间间隔,简称周期;Page 3 of 72015-7-11 潮汐不等:由于月球、太阳、地球之间的相对位置不同,每日的潮差是不等的,这种现象称为潮汐不等;高(低)潮间隙:月球经过某地子午圈的时刻,称为对应地点的月中天或太阴中天(其中离天顶较近的一次称为月上中天,离天顶较远的一次称为月下中天)。从月中天至高(低)潮时的时间间隔叫作高(低)潮间隙,取其平均值为平均高(低)潮间隙。2.水位观测 长期验潮站是测区水位控制的基
7、础,主要用于计算平均海面,一般应有2年以上连续观测的水位资料;短期验潮站用于补充长期验潮站的不足,与长期验潮站共同推算确定测区的深度基准面,一般应有30天以上连续观测的水位资料;临时验潮站在水深测量时设置,至少应与长期站和短期站在大潮期间同步观测水位3天,主要用于深度测量时进行水位改正;海上定点验潮站,至少应在大潮期间与相关长期站或短期站同步观测一次或三次24小时或连续观测15天水位资料,用于推算平均海面、深度基准面以及预报瞬时水位,进行深度测量时的水位改正。3.潮汐调和分析 任何一种周期性的运动都可以由许多简谐振动组成。潮汐变化也是一种非常近似的周期性运动,因而也可以分解为许多固定频率的分潮
8、波,进而求解分潮的调和常数(振幅、迟角),这种分析潮汐的方法称为潮汐调和分析。潮汐调和分析的主要目的是计算分潮调和常数,调和常数在计算平均海平面的时候可以用来消除潮汐的影响,研究海平面变化。(二)声速观测(二)声速观测 声速测量的目的:对测深数据进行声速改正;确定声线在水中的传播方向和路径。船用声速测量仪分为吊放式和消耗式:吊放测量时,测量船处于锚泊或漂泊状态;消耗式声速测量适用于航行时使用,将探头投放到水中自由下沉,将深度剖面上测得的循环频率通过电缆线传输到船上。(三)海流观测(三)海流观测 Page 4 of 72015-7-11海水受月球和太阳的作用产生周期性的运动,其中海水的垂直运动称
9、为潮汐,海水的水平流动称为潮流,由外海经内海向港湾流动的潮流为涨潮流;由港湾流向外海的潮流为落潮流。验流点一般选择在锚地、港口和航道入口及转弯处、水道或因地形条件影响流向流速改变的地段,观测内容包括流速和流向。知识点知识点5 水深测量水深测量 水深测量的主要技术方法有:单波束测深、多波束回声测深、机载激光测深。水深测量测线一般布设为直线,又称测深线。测深线分为主测深线和检查线两类。测深线布设的主要因素是测线间隔和测线方向:测线间隔。对单波束测深仪而言,主测深线间隔一般采用为图上10mm。多波束测深系统的主测线布设应以海底全覆盖且有足够的重叠带为原则,其检查线应当至少与所有扫描带交叉一次,以检查
10、定位、测深和水深改正的精度,两条平行的测线外侧波束应保持至少20%的重叠;测线方向。选择测深线布设方向的基本原则:有利于完善地显示海底地貌,有利于发现航行障碍物。对于多波束测深,还要考虑测量载体的机动性、安全性、最小测量时间等。主测深线方向应垂直于等深线的总方向,对狭窄航道,测深线方向可与等深线方向成45角。知识点知识点6 海道和海底地形测量海道和海底地形测量 海道测量除了获得水深、水文等基本信息外,还需要对影响船舶航行和锚泊的其他要素进行观测,包括障碍物探测、助航标志测量、底质探测、滩涂及海岸地形测量等。(一)障碍物探测(一)障碍物探测 航行障碍物探测的主要方法有侧扫声呐探测、多波束探测、单
11、波束加密探测、扫海具扫测、磁力仪探测等。(二)助航标志测量(二)助航标志测量 助航标志指浮标、定向信标、灯塔、灯桩、导标、无线电定位系统以及其他标绘在海图上的有关航行安全的设备或标志。其作用是确定航道方向,反映航道宽度,标示航道上的水下航行障碍物,引导舰船安全航行。(三)底质探测(三)底质探测 航行障碍物探测的主要方法有侧扫声呐探测、多波束探测、单波束加密探测、扫海具扫测、磁力仪探测等。(四)滩涂及海岸地形测量(四)滩涂及海岸地形测量 Page 5 of 72015-7-111.干出滩测量 海岸线至水深零米线间的海滩称为干出滩(又称潮间带)。干出滩的性质、范围、地形、干出高度(从深度基准面起算
12、),可采用地形测量方法或水深测量方法测定。重要的大面积干出滩的地形测量,可采用水深测量和航空摄影测量相结合的方法进行。2.海岸地形测量 海岸地形测量指对海岸线位置、海岸性质、沿岸陆地和海滩地形进行测量。实测海岸地形时,海岸线以上向陆地方向测进:大于(含)1:1万比例尺为图上1cm;小于1:1万比例尺为图上0.5cm;密集城镇及居民区可向陆地测至第一排建筑物。海岸线以上部分,按国家相应比例尺地形图航空摄影测量规范执行,当有同比例尺或大比例尺最新地形资料可利用时,可只对最新变化进行修测。海岸线以下测至半潮线,与水深测量成果图相拼接。人工建筑码头地区应测量完整,需要取舍时,应保留对航海有意义的全部要
13、素,突出显示海岸线;海岸线可根据海岸的植物边线、土壤和植被的颜色、湿度、硬度以及流木、水草、贝壳等冲积物来确定位置。有滩地区从倾斜变换点起算,无滩地区从形成海岸线的痕迹线算起。在河口地区测绘海岸线时,潮差较大的地区,按平均大潮高潮线测绘;在河水影响大于潮汐影响的河口内部地段,则以河水的常水位(一年大部分时间平衡的水位)作为河岸线;海岸测量位置最大误差不得大于图上1.0mm,其转折点的位置误差不得大于图上0.6mm。图上实测的海岸线位置与其他地物位置发生矛盾时,不得移动海岸线位置。陡岸、堤岸均须注记比高,测注精度为0.1m。例题(单选)例题(单选)下列要素中,不属于海洋水文要素的是()。a.温度 b.潮流 c.深度 d.声速正确答案:c例题(单选)例题(单选)通过图上交会或解析计算的方法进行海洋定位时,应至少利用()条位置线。a2Page 6 of 72015-7-11b3c4d5正确答案:aPage 7 of 72015-7-11