差分技术在海洋测量中的实践

宁柯

摘要：当下差分技术在海洋测量领域应用十分广泛，如何能够更好利用差分技术为海洋测量创造便利，成为不得不思考之问题。本文通过对差分技术在海洋测量中的实践研究分析，希望对提高海洋测量中差分技术应用具有一定借鉴意义。

关键词：差分技术；海洋测量；实践

随着对资源需求量不断增加，单单陆地上资源开采已经很难满足社会发展需要，对海洋环境开发与资源开采日益增加，但面对广袤多变的海洋环境没有进行更为全面考察想要进行开发可谓是痴人说梦。所以想要进行合理科学海洋环境开发从中满足社会发展需要，没有过硬的技术是不行的，差分技术的应用为海洋开发提供了便利条件。

1差分技术简要分析

差分技术即差分定位技术，是指通过GPS技术提高定位精准度。设置一个位置坐标准确地点作为必要基准站，并在基准站内设置一台GPS接收机，在基准站上对待观测位置进行观测，计算出基准站与卫星距离之间的改正数，之后基准站将数据发送出去，以便于消除卫星、接收机、大气电离层与对流层对测量造成的误差影响，进一步实现精确定位，这一技术近些年在海洋测量方面广泛应用，发挥着重要作用[1]。差分技术种类众多，常见主要是以GPS技术为核心的技术手段，也包括一些其他技术手段，从宏观角度分析来看差分技术主要包含四大类。

第一类，伪距差分。根据伪距差分原理进行应用的差分技术，这种伪距差分主要是拿基准站自身准确坐标比对实时监测的各个卫星坐标，对之间距离进行测算得出伪距改正数之后尽量消除误差，达到准确定位目的。第二类，载波相位差分。这种技术又被称为RTK，需要两个观测站进行观测才能完成，对两个观测站记录的观测数值进行实时处理，一般采用做差方式，进而达到精确定位[2]。第三类，差分站与基准站系统。这一系统需要两台GPS运行，一台在基准站上，另一台在用户端，处于用户端的接收机会将数据偏差修正，之后将数据再次回传给基准站接收站，通过数据多次链接矫正，以此达到精确定位目的。第四类，信标差分系统。这类系统中需要基准站是无需用户自己建设的，我国交通部海监局沿海岸线基本建立完成足够多的信标台，信标台内陆传输距离300KM，海上传输距离500KM，用户只需一台GPS便可以轻松实现实时定位。

2差分技术在海量测量具体实践十分广泛

2.1差分技术实践于海洋水下地形测量

差分技术对海洋水下地形测量十分重要，根据精确测量结果测绘人员可以绘出海洋地形情况，包括海洋底部海盆、海沟、大陆架等进行更为细致测绘方便了解海洋地下情况，为人类在海洋上活动提供基础。在海洋地形测量中一般会应用到RTK载波相位差分技术，这项技术应用于海底测量，精确程度高达厘米级，能够对海洋水下地形情况进行实时动态测量。

2.2差分技术应用实践于海洋大地控制网

差分技术在海洋大地控制网方面应用也比较常见，运用差分技术实时监测海洋情况，主要应用于海洋工程建设、海洋开发、船舶导航等服务中，一般常会采用GPS相对定位技术进行测量。我国西山群岛与南沙群岛分别于1990年和1994年布置完成比较完善GPS网，建成的GPS网相对中误差为1/387万，点位中误差为±13㎝，同时又完成了海口、湛江等大地点的联合测量，海洋大地控制网建成之后，可以利用船上的GPS接收机对海底控制点进行实时测量，确定控制点具体位置。

2.3差分技术实践于海洋定位

海洋与陆地不同，海洋比较广袤，在茫茫无际的海洋中实现精准定位十分重要。目前在海洋定位方面运用的技术比较多样包括无线电测量、光学交会测量、水声定位测量、GPS定位测量，其中GPS定位测量是比较常用差位技术测量方式之一。例如通过伪距差分，在基准站上对所有卫星进行观测，根据卫星观测坐标与基准已知坐标，对监测误差进行校正进而得出更为准确位置坐标，实现精准定位。

3在海洋测量方面应用差分技术较之传统测量技术优势明显

3.1差分技术测量数据精确化程度高

差分技术对于海洋测量来说精确化程度很高，且在测量中不会受到距离与天气的影响，可以对海洋全面情况进行测量，对海洋海道、资源分布、地形情况测量与传统测量方式相比较十分准确，尤其在海道测量方面。传统的测量方式主要是选择晴朗天气在海洋沿岸利用光学仪器对海道进行测量，测量船常常摇摆不定导致测量数据精确度不足，但是差分技术则不同，不需要对天气进行选择，在基准站便可轻松进行测量。除了进行海道测量外其他海洋测量中差分技术测量准确度也很高，例如当前测船水平位置主要运用GNNS的差分定位法——全球导航卫星系统[3]。这种GNNS的差分定位法在测量上通过对误差源进行区分和模型化，精算出各个误差改正值，进一步提高测量精度。

3.2差分技术多样化能够为海洋测量带来便利

差分技术本身具有多样化的特点，在海洋测量中工作人员可以根据海洋具体情况选择不同差分技术测量方式，不必局限于传统测量。例如，如果想进行海洋测绘选择RTK差分技术进行测量，例如2013年我国建成“皖电东送”淮南至上海的特高压输电工程，该工程需要跨越淮河进行建设，其中RTK差分技术起到了至关重要的作用。工程采用G970RTK通过GIS采集测量与GPS精准定位技术对所跨淮河进行准确测量，为为电力系统建设和管理提供了可靠依据。如果想在海洋中做到精准定位则可以利用伪距差分GPS定位方式。差分技术除了常见工业运用之外，在渔业、生物研究等发面也发挥着一定的作用。可以利用差分技术对海洋底下生物情况进行实时测量，便于发现鱼群，实时观测鱼群活动，有了鱼群活动信息与其他可以监测到鱼群活动具体信息，一来可以方便对某些鱼群进行打捞，二来可以方便海洋生物学家更全面对海洋生物进行了解，还能及时发现海洋珍贵鱼类，进而促进了海洋渔业发展与海洋生物学研究的进步。

3.3差分技术充分应用可以监测海洋灾害保障财产人身安全

海洋灾害对人财产人身伤害比较大，过去对海洋灾害人们很难进行预测，对海洋灾害也就避无可避，部分生活在海边居民受海洋灾害影响十分严重，一定程度上阻碍了经济发展。差分技术能够利用其自身对海洋进行实施监测，及时发现海洋底层地壳活动异常，相对准确预测海洋灾害发生时间地点，帮助人们尽量避免海洋灾害带来的危害。差分技术在海洋灾害监测方面一般通过GPS全面应用，利用成熟海洋大地控制网，更为精测测量出海洋底部活动情况，更为准确预测出发生海洋灾害地点及时间，避免人员财产损失。例如，日本国土地理院于1994年基本建成的连续监测系统（COSMOS），监测出于10月4日北海道北部近海8.1级地震，清晰记录了地震后地壳变形情况，之后该系统1995年监测日本阪神7.2级大地震，帮助该地区人民减少了财产人身损失。

结束语

综上所述，利用差分技术能够提高海洋测量精准度、预测海洋灾害、观测海洋地形、检测海洋动态，在海洋测量中运用差分技术意义重大，每一位海洋开发建设工作者，可以根据发展实际需要选择相应的差分技术，致力于海洋建设中去，同时差分技术进一步开发也不能停步，相信在各方共同努力下海洋事业定会蓬勃发展，社会定会更上一层楼。

参考文献

[1]翟国君,黄谟涛,欧阳永忠.差分技术在海洋测量中的应用[J].海洋测绘,2017,37(1):1-5.

[2]赖斌.RTK技术在水下地形测量中的应用分析[J].化工管理,2018(5):170-170.

[3]董江.海洋测绘中GNSS差分定位的方法与精度[J].导航定位学报,2018,v.6；No.22(2):115-119+131.