知识点一、海洋测绘的任务和内容[熟悉]
对海面水体和海底进行全方位、多要素的综合测量，
大气(气温、风、雨、云、雾等);
水文(海水温度、盐度、密度、潮汐、波浪、海流等);
以及海底地形、地貌、底质、重力、磁力等各种信息和数据;
绘制成不同目的和用途的专题图件，为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。
海洋测绘内容：主要包括海洋大地测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海洋跃层测量、海洋声速测量、海道测量、海底地形测量、海图制图、海洋工程测量等。
海道测量：
海道测量的任务是进行水深测量和海岸地形测量，获取海底地貌、底质情况和航行障碍物等资料。
海道测量的主要内容有：
(1)控制测量;
(2)进行水位观测，确定平均海面、深度基准面和计算水深测量时的水位改正;
(3)进行水深测量、助航标志的测量、航行障碍物的调查探测、水文和底质测定;
(4)海岸地形测量。
知识点二、海洋测量基准[熟悉]
海洋测量基准包括大地(测量)基准、高程基准、深度基准和重力基准等。
(1)坐标基准：2000国家大地坐标系(cgcs2000)。
(2)投 影：高斯-克吕格投影和墨卡托投影。
(3)高程基准：1985国家高程基准。
(4)深度基准：理论最低潮面。
知识点三、海洋测量技术设计[掌握]:海洋测量技术设计的主要内容：
(1)确定测量目的和测区范围。
(2)划分图幅及确定测量比例尺。
(3)确定测量技术方法和主要仪器设备。
(4)明确测量工作的重要技术保证措施。
(5)编写技术设计书和绘制有关附图。
技术设计工作步骤：
资料收集和分析
初步设计、
实地勘察
技术设计书编制
知识点四、海洋控制测量[掌握]
海洋平面控制测量的方法有：三角测量、导线测量、卫星导航定位测量等。
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)。
海控点的分布应以满足水深测量和海岸地形测量为原则。海控一、二级点布设的方法主要采用gps测量、导线测量和三角测量，
测图点可采用gps快速测量法、导线、支导线和交会法测定。
海洋高程控制测量的方法：
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
知识点五、深度基准面的确定[掌握]
确定深度基准面的基本原则：
(1)充分考虑船舶航行安全。
(2)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。
(3)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。
知识点六、海洋测量定位[了解]
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。
海洋定位的方法主要有：
光学定位
无线电定位
卫星导航定位
水声定位
知识点七、水文观测[熟悉]
海洋水文观测是指在某点或某一断面上观测各种水文要素，并对观测资料进行分析和整理的工作。
观测内容：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。
知识点八、水深测量[熟悉]
海洋水文观测是指在某点或某一断面上观测各种水文要素，并对观测资料进行分析和整理的工作。
观测内容：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。
知识点九、水下地形测量[熟悉]
1.潮位站布设和潮位观测
2.测量准备
3.测量过程
4.测深数据处理
5.精度评估
6.图形绘制
1.潮位站布设和潮位观测
潮位站布设和潮位观测的技术要求有：
(1)潮位站布设密度应能控制全部测区的水位变化。相邻潮位站之间的距离应满足最大潮高差不大于1m，最大潮时差不大于2h，潮汐性质基本相同。
(2)潮位观测间隔应至少30min观测一次(于整点和半点记录)，高、低平潮及其前后1h和水位异常变化时，每隔10min观测一次，并读至厘米，时间读到整分;水位观测误差不应大于2cm;顾及测区潮时差影响，当采用双站或多站改正水位时，潮位观测时间长度应比水深测量作业时间提前并靠后各1h。
(3)深度基准的确定。潮位站的水位应归化到深度基准面(理论最低潮面)上。
2.测量准备
测量前准备工作的注意要点有：
(1)仪器测试，包括gnss稳定性试验、测深仪稳定性试验、多波束安装校准和其他仪器测试。
(2)测线布设，包括多波束主测线、单波束检查线和障碍物加密扫测等测线布设间距和方向。
(3)船舶静、动吃水测量。
3.测量过程
在测量过程中要注意以下要点：
(1)声速剖面测量的相邻声速剖面差值应不大于2m/s。
(2)多波束测量实施与质量控制。
(3)岸线测量方法。
(4)障碍物加密探测实施。
4.测深数据处理
测深数据处理中重点注意以下要点：
(1)定位、姿态、航向、潮位、声速等原始数据检查和粗差剔除。
(2)多波束测深数据滤波、虚假信号剔除。
(3)多波束数据编辑定位、姿态、航向、潮位、声速等各项合并和改正。
定位数据合并：将gps接收机获得的wgs-84坐标系定位数据实时转换为cgcs2000坐标，再合并到每一个水深点上。
姿态改正：将姿态传感器实测的船舶姿态和航向进行船姿改正。
吃水改正：对实测水深进行动态、静态吃水改正。
声速改正：对实测水深进行声速剖面改正，可根据声速剖面进行分带改正。
潮位改正：利用实测或推算潮位数据，采用单站、多站分带、航迹推算潮位等方法对水深数据进行改正。
安装校准参数改正：根据安装和测试的结果配置船坐标文件，进行实测数据改正。
(4)水深数据的筛选，一般选取最浅水深为图载水深。
5.精度评估
利用主检测量法进行水深测量准确度评估。计算主测线和检查线在交叉点处的水深偏差，统计95%置信度的标准偏差和均方差，以此作为准确度评估的依据。
知识点九、水下地形测量
6.图形绘制
(1)绘图准备：①将外业水深成果、助航标志、地形岸线、特征地物等成果转换到统一的坐标系统;②将测量成果按规范要求抽稀，并转换为制图软件所兼容的数据格式;③搜集、了解现行版次海图。
(2)外业测量成果图绘制
(3)资料检查：①数学基础，包括纵图廓长、横图廓长、对角线长、经纬网直线比例尺是否正确;②坐标系基准面是否正确、资料整理是否完善正确，岛屿和岸线转绘是否合乎要求;③综合取舍是否适当，相互关系是否合理、有无错漏;④各种注记包括英文汉语拼音及汉字是否正确，说明文及图面配置内容是否合理、正确;⑤地理调查报告的系统性、完整性、准确性和整体水平。
知识点十、海洋测量成果质量检验和成果归档[了解]
海洋测量成果质量检验内容主要包括
测量仪器设备检校、
平面控制、高程和潮位控制、
定位、测深、
障碍物探测、
助航标志测量、
海底地貌测量和滩涂及海岸地形测量等。
测量成果质量检验实行“两级检查一级验收”。
海洋测量成果检查验收合格后，对上交的资料进行分析、汇总、整理，并装订成册，编制目录归档。海洋测量归档成果资料包括：①测量任务书、踏勘报告及技术设计书;②仪器设备检定及检验资料;③外业观测记录手簿、数据采集原始资料;④内业数据处理、计算、校核、质量统计分析资料;⑤所测绘的各类图纸及成果表;⑥港口资料调查报告、技术报告、各级质量检验报告;⑦测量过程记录;⑧其他测量资料。
2.1.2 案例样题
第一题
1.任务概况
××市新老城区之间有宽阔的海湾(海湾长约30km)天然隔断，水路交通经常因大风、大雾而中断，不得不依靠环海湾公路来实现，严重制约当地经济社会发展。为了破解海湾交通问题，该市计划建设跨海大桥。在建桥方案设计论证阶段，需要组织实施水下地形测量，以掌握该海域翔实的地形环境资料，为跨海大桥工程的选线、设计等工作提供基础测绘资料。
2.目标
(1)制作测区岸线和水下全覆盖水深图，制图比例尺为1:2000。
(2)获取测区水下地形及礁石、沉船等特殊地貌与地物分布。
(3)测量任务工期90天。
3.指标要求
(1)平面坐标系统。平面控制为2000国家大地坐标系，高斯-克吕格投影，3°分带。
(2)高程系统。高程控制为1985国家高程基准;深度控制为理论最低潮面。
(3)测图比例尺。比例尺为1:2000。
(4)精度要求。定位精度优于±3m，测深精度(置信度95%)为±0.3m，主检测深比对要求超限深度点数不超过比对总数的15%。
4.基础条件
(1)测区条件：①测区位于北温带季风区域，夏季多南风及东南风，冬季多北风及西北风;②潮汐类型为正规半日潮型，平均高潮位3.85m，平均低潮位1.08m;③潮流属半日潮流，涨潮流速大于落潮流速，涨潮历时小于落潮历时，潮流基本属于往复流，最大流速方向同海岸平行。
(2)资料：①测区内已有1:1万的地形图，可作为控制网设计、选点用图;②测区内及附近已有1954北京坐标系下的二、三等gps控制点;③测区内及附近已有1985国家高程系下的二等高程控制点。
(3)人员：测量船3艘，每船配备技术人员3人;潮位观测3人，分别负责相关潮位站潮位观测;后勤保障人员1人;项目负责2人。
(4)设备：①定位设备，根据测量比例尺、精度和测量环境采用rbn/dgps接收机;②测深设备，根据要求采用单波束和多波束测深设备;③声速测量，根据水深以及区域温度、盐度变化采用声速剖面仪;④验潮仪，对于需要架设临时验潮站的情况，采用水尺验潮、波潮仪、压力式验潮计;⑤水准测量，水准仪或者全站仪;⑥其他辅助设备，为实现精确测深，考虑在测深中配备姿态传感器和光线罗经等辅助设备，辅助设备还包括计算机、发电机等其他设备。
5.提交成果
(1)原始资料，包括原始调查、现场记录、数据光盘等原始记录资料。
(2)成果资料，包括调查航次信息、测线或剖面信息、经处理的水深数据、声速剖面数据、验潮站水位观测数据以及水下地形图等。
[问题]
1. 潮位改正有哪些方法?
2. 简述多波束测深系统的安装校准方法。
3. 简述水下地形测量工程项目基本实施过程。
[参考答案]
1. 潮位改正的方法如下：
(1)单站水位改正法。当测区处于一个验潮站的有效范围内，可用该站的水位资料来进行水位改正。
(2)线性内插法。
(3)水位分带改正法(分带法)。
(4)时差法。
(5)最小二乘参数法。
2.简述多波束测深系统的安装校准方法。
涌浪补偿器、电罗经、测深换能器在安装时与设计要求存在着误差，而这些误差将直接影响水深的位置和深度的误差，必须经过校准才能够消除，以满足测量精度要求。按照时延、横摇、纵摇、罗经(航向)顺序进行多波束安装校准，每一个安装校准项目必须有一个以上多余测量值。具体校正方法如下：
3. 水下地形测量工程项目基本实施过程如下：
(1)准备工作，包括资料收集、设备监测和调试、测线设计、多波束校准、动吃水的测定等。
(2)测量过程，包括水深测量、潮汐测量、声速测量等。
(3)数据处理，包括多波束数据处理、水深改正、质量控制、归位计算等过程。
(4)质量评估，利用主检比对等方法对水下地形测量成果进行质量评估。
(5)图形绘制，对测点平面坐标、水深进行转换，获得图形绘制要求的坐标系系统和垂直基准下的成果，用于水下地形图绘制;根据比例尺设计图幅、进行水下地形图绘制。
(6)成果提交，资料整理、汇编和提交。
第二题
某地区进行沿海海岛综合开发建设，需要全面测量海岛周边海底地形。该地区海岛地理环境、海底地形和水流条件复杂，测深采用单波束回声测深仪。
[问题]
1. 在海洋测深时，测量船定位方法有哪些?
2. 单波束测深需要对测深仪测量的水深值进行哪些改正?
3. 在海洋测深工作中，定位中心与测深中心满足什么要求?
[参考答案]
1. 测量船定位方法有：天文定位、光学定位、无线电定位、卫星导航定位和水声定位等。
2. 单波束测深需要对测深仪测量的水深值进行吃水改正、换能器基线改正、转速改正及声速改正。
3. 定位中心与测深中心应尽量保持一致，对大于1:1万比例尺测图，两者水平距离最大不得超过2m，对于小于1:1万比例尺测图，两者水平距离不得超过5m，否则应将定位中心归算到测深中心。定位时间与测深必须保持同步。
