[科普中國(guó)]-水位改正

簡(jiǎn)介

水位改正在進(jìn)行水深測(cè)量時(shí)，測(cè)深儀測(cè)得的深度是由瞬時(shí)水面起算的，由于水面受水位或潮位的影響不斷變化，同一地點(diǎn)在不同水位時(shí)測(cè)得的水深是不一致的。

因此，必須對(duì)測(cè)得的水深做水位改正，將測(cè)量水深值改正到從規(guī)定的深度基準(zhǔn)面起算的深度。1

測(cè)深與高程系統(tǒng)的聯(lián)系，一般通過水位觀測(cè)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)在水深測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行水位觀測(cè)。在水位觀測(cè)中，可根據(jù)測(cè)區(qū)的特點(diǎn)和測(cè)量目的選擇深度基準(zhǔn)面。

背景海底地形信息通常由單波束測(cè)深儀和多波束測(cè)深系統(tǒng)等船載海洋水深測(cè)量設(shè)備以走航作業(yè)方式獲取。根據(jù)測(cè)線布設(shè)特點(diǎn)，船載走航式海洋水深測(cè)量可分為常規(guī)性區(qū)域測(cè)線網(wǎng)和航渡式單測(cè)線兩種作業(yè)模式，后者可隨機(jī)隨地開展，有重要意義和價(jià)值。對(duì)于常規(guī)性區(qū)域測(cè)線網(wǎng)水深測(cè)量，可采用布設(shè)驗(yàn)潮站、潮汐預(yù)報(bào)以及 GPS 無(wú)驗(yàn)潮等方式實(shí)施水位改正;對(duì)于航渡式單測(cè)線水深測(cè)量，由于具有范圍跨度大、測(cè)量時(shí)段長(zhǎng)、檢查線布設(shè)少甚至無(wú)檢查線等特點(diǎn)，合理確定測(cè)線上各測(cè)深點(diǎn)深度基準(zhǔn)面并實(shí)施水位改正將面臨缺乏足夠驗(yàn)潮站有效控制這一困難，這種情況下，若測(cè)線位于中國(guó)海域內(nèi)，應(yīng)盡量選擇或布設(shè)驗(yàn)潮站加以控制，若超出控制范圍，則可應(yīng)用潮汐預(yù)報(bào)或 GPS 無(wú)驗(yàn)潮方式實(shí)施水位改正。

對(duì)于多波束測(cè)深，由于其全覆蓋測(cè)量特點(diǎn)，測(cè)深精度除采用指標(biāo)外，還可在數(shù)據(jù)處理階段通過檢查單獨(dú)測(cè)深條帶是否存在聲線彎曲以及相鄰測(cè)深條帶是否存在拼接斷層等情況對(duì)吃水、聲速、波浪以及潮汐等多種海洋環(huán)境效應(yīng)改正效果和儀器固定安裝偏差校準(zhǔn)情況進(jìn)行獨(dú)立檢核評(píng)估，即潮汐改正效果優(yōu)劣在數(shù)據(jù)處理階段即可得到明確反映。因此從某種角度講，相對(duì)于單波束測(cè)深，潮汐改正對(duì)于多波束測(cè)深顯得更為重要。2

相關(guān)概念深度基準(zhǔn)面——水下地面點(diǎn)豎向位置的描述可使用與陸地同樣的高程系統(tǒng)，由此得到水下地形圖。但有時(shí)需用水深描述水下地面點(diǎn)豎向位置，則得到用等深線表示的水深圖或海圖。水深計(jì)算的起算面稱為深度基準(zhǔn)面。

水位——指水面相對(duì)于某一高程基準(zhǔn)面的高程。

水位觀測(cè)——為確定水位而進(jìn)行的測(cè)量。

水深、高程、深度基準(zhǔn)面之間的關(guān)系：
若水下某地面點(diǎn)的高程為HA，深度基準(zhǔn)面位置的高程為H0，則該點(diǎn)處的水深值SA為：SA=H0-HA

常用方法一是選擇合適的全球潮汐場(chǎng)數(shù)值模型，逐點(diǎn)計(jì)算航跡點(diǎn)位置處理論最低潮面并通過潮汐預(yù)報(bào)方式直接獲取該位置處水位改正值;二是在測(cè)量平臺(tái)上安裝雙頻 GPS 接收機(jī)，在作業(yè)時(shí)段內(nèi)實(shí)時(shí)采集天線位置處大地高，通過 GPS PPP(preicise point positioning) 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深模式實(shí)施水位改正。

第一種方法關(guān)鍵在于選用的全球潮汐場(chǎng)數(shù)值模型是否合理適用且精度滿足要求;第二種方法關(guān)鍵在于通過大地高計(jì)算的海洋潮汐值精度能否滿足要求。上述兩種方法可相互驗(yàn)證，互為補(bǔ)充。