航道测量学3 航道控制测量

1、海洋定位测量？海洋定位测量？海洋定位测量：海海洋定位测量：海洋测量的一个重要分支洋测量的一个重要分支; ;无论测量某一几何无论测量某一几何量或物理量，如水深、量或物理量，如水深、重力、磁力等，都必须重力、磁力等，都必须固定在某一种坐标系统固定在某一种坐标系统相应的网格中相应的网格中; ;海洋测量工作：海上定位，水深测量，潮位观测水上定位与陆上定位对比水上定位与陆上定位对比待测船位是运动的，实时的；水上定位的坐标基准在陆地；水上定位与陆上定位对比水上定位与陆上定位对比动态定位：与陆地测量相比较与陆地测量相比较, ,海洋测量具有明显的动态效海洋测量具有明显的动态效应应, ,这种动态特性要求海洋测量

2、必须具有实时性这种动态特性要求海洋测量必须具有实时性, ,即对同一空间结构网的即对同一空间结构网的各个观测量各个观测量( (例如测点坐标、深度和重力参量等例如测点坐标、深度和重力参量等) )必须实现同时测定必须实现同时测定, ,但同但同一观测量无法进行重复观测一观测量无法进行重复观测, ,这说明海洋测量缺乏必要的成果质量检核这说明海洋测量缺乏必要的成果质量检核手段。手段。不可重复：不可能象陆地测量那样多次重复测量。不可能象陆地测量那样多次重复测量。精度相对陆地低：在四等控制网的基础上发展为海控在四等控制网的基础上发展为海控一、二级。一、二级。定位手段有所不同：由于海水阻隔的原因由于海水阻隔的原

3、因, ,海洋测量海洋测量不仅受大气的影响不仅受大气的影响, ,而且受海水运动和海水物理性质的影响。因此而且受海水运动和海水物理性质的影响。因此, ,海洋海洋测量具有比陆地测量更多的噪声干扰源。测量具有比陆地测量更多的噪声干扰源。一、基准的传递和保存？v海洋控制测量海洋控制测量是海洋测量的基础，指海洋是海洋测量的基础，指海洋范围内（海岸、岛屿、海面、海底）建立大地控范围内（海岸、岛屿、海面、海底）建立大地控制网所进行的测量工作。制网所进行的测量工作。为海底地形测量提供控制基础；为海底地形测量提供控制基础；为海上或水下工程作业高精度定位提供控制基准；为海上或水下工程作业高精度定位提供控制基准；对大

4、地构造运动、地壳升降运动、地震、火山活动进行对大地构造运动、地壳升降运动、地震、火山活动进行有意义的动态监测；有意义的动态监测；为研究地球的形状和大小提供更多和更丰富的科学依据。为研究地球的形状和大小提供更多和更丰富的科学依据。海洋控制测量的方法海洋控制测量的方法v海岸控制测量海岸控制测量v海岸、岛礁上进行控制测量海岸、岛礁上进行控制测量v海底控制测量海底控制测量海控点在国家一至四等控制点的基础上加密控制点，其布设观测和计算方法和陆地上一样；为海上、海底工程提供控制基础。与陆地上有所区别海控点海控点限差项目海控一海控二测图点测角中误差51010相对相邻起算点的点位中误差0.30.6电磁波测距边

5、长相对中误差1/500001/250001/25000交会点位移1：5000比例尺0.51：10000比例尺1.01：25000比例尺2.0中文名称：中误差 英文名称：root mean square error;RMSE：中误差是衡量观测精度的一种数字标准，亦称“标准差”或“均方根差”。在相同观测条件下的一组真误差平方中数的平方根。单位换算：图上用厘米，实地用千米，厘米换千米，去五个零；千米换厘米，在千的基础上再加两个零。 人们看到一张张反映地球表面形态和面貌的地形图是相当复杂的不论是地形起伏变化的山区，还是河流湖塘水网密集的水乡平原，图上各种各样的地貌和地物符号都准确地反映了地面的实际情况

6、它们是怎样测绘出来的呢？ 这首先要明确确定地形图上的每个点位需要的三个基本要素：方位、距离和高程同时这三个基本要素还必须有起始方向、坐标原点和高程零点作依据 用一张固定在图板上的白纸测绘地形图时，一开始先要对图板定向，这可根据事先测量的大地控制点作为起始方向来定向；在简易测图中，也可用指北针来定向图板定向后，就要确定测图点测图点在图纸上的位置，对于纳入国家统一的基本地形图的测绘，是有统一规范的坐标展点要求的；但对于小面积局部地区测绘，可假设独立的平面直角坐标系原点，即可着手按测方位和距离两要素的方式，测定地面上其它任何点的平面坐标位置至于点的高程，由于国家高程系统已在全国各地布设了很多统一高程

7、基准的水准点可供利用，一般均可用水准测量方法连测到测图区，因此在测图时采用视距三角高程测量的方法就可同时测定出任何一点的点位和高程 我们知道，地面上任何地貌和地物的描绘都可用其变换点所组成的线条反映出来地貌可用等高线反映出其高低和形态变化；地物如房屋、道路、河流等均可用其变换特征点所构成的线条表示出来；有不少特殊的地貌和地物还有专门的图例符号来表示因此，测绘地形图的工作实际上就是测定并表示地面上所有地貌和地物的特征点当然，不同比例尺的地形图，也还有个对特征点的取舍和繁简综合问题 随着测绘科学技术的发展和进步，现代地形图的大量艰巨的测绘工作也已由传统的野外白纸测图转向室内的航空摄影测绘和航天遥感

8、测绘，并已逐渐迈向全数字化、自动化测图。海岸岛礁控制测量？海岸岛礁控制测量？南海最南端距离大陆2000公里，如何进行海岛与陆地的联测？海底控制测量？海底控制测量？二、定位的分类二、定位的分类1 1、绝对定位、绝对定位国家领海和产权界限的划分国家领海和产权界限的划分2 2、相对定位、相对定位寻找石油井口，打捞沉船，跟踪寻找石油井口，打捞沉船，跟踪定位精度的要求定位精度的要求v领海和产权界限领海和产权界限要求达到5 5米米，特殊情况下（例如界限上有贵重金属）可能要求达到1 1米米或者更高。v海底管道海底管道的深度通常可达到130米，距岸可达到160公里，所要求的定位精度是1818米米；v石油工业为

9、了避免由于井喷引起的复杂问题，要求以3535米米的实时精度知道每一油井的位置油井的位置。v在矿产资源勘探矿产资源勘探中，定位精度视矿体范围。为了确定范围小于100km的矿体的位置，所需的定位精度是5050米米；v海道测量海道测量的定位精度视测量比例尺和展绘精度而定。若测量比例尺是1:10000，展绘精度取做0.5mm，则所需的定位精度是5 5米米；三、海洋定位方法及现状三、海洋定位方法及现状普通测量学的方法；传统大地测量的方法；无线电定位；卫星定位；水声定位；组合定位；曾采用过传统大地测量的方法，无线电定位的方法和电磁波测距的方法，近岸甚至采用普通测量学的方法；目前和将来的主要手段：无线电定位

10、、卫星定位，水声定位和光学定位也有重要的作用；广泛应用的是高精度中短程无线电定位系统；卫星定位是热点；声学定位同时可以解决水深测量，也是重要的发展方向；第一节坐标系第一节坐标系大地水准面海洋陆地地球表面不同的坐标系不同的坐标系地图投影地图投影海图：平面海图海图：平面海图全国以黄河为主，并将南北大运河与黄河并列绘出。详细表示了自然地理要素及河防工程，居民地按不同的行政等级配以相应的符号表示，名胜古迹以象形符号表示。河流以双线内辅水波纹法表示。此图是我国现存最大的一幅古代治黄工程图。发明现代航海图的人墨卡托墨卡托(荷兰地图学家)Gerardus Mercator 15121594于于1538年绘制

11、了第一张世界地图（左图），年绘制了第一张世界地图（左图），这是从北极的角度俯视绘制而成。这是从北极的角度俯视绘制而成。海图：海图：墨卡托投影墨卡托投影怎样将球面上的一部分绘制在平面上，从而使航海者可以用直线来表示航线呢?设想一个与地轴方向一致的圆柱切设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球，按于或割于地球，按等角条件等角条件将经纬将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，得平面经纬线网。投影后平面后，得平面经纬线网。投影后经线是一组竖直的等距离平行直线，经线是一组竖直的等距离平行直线，纬线是垂直于经线的一组平行直线。纬线是垂直于经线的一组平行直线。各相邻纬线间

12、隔由赤道向两极增大。各相邻纬线间隔由赤道向两极增大。一点上任何方向的长度比均相等，一点上任何方向的长度比均相等，即没有角度变形，而面积变形显著，即没有角度变形，而面积变形显著，随远离标准纬线而增大。随远离标准纬线而增大。 墨卡托投影墨卡托投影什么是墨卡托投影？什么是墨卡托投影？墨卡托(Mercator)投影，又名“等角正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。从球到平面，有

13、个转换公式，这里就不再罗列。墨卡托制作的中国地图墨卡托制作的中国地图墨卡托-洪都拉斯地图集的中国部分（1606年，地图上对中国的概念还很模糊）一、海图投影的要求一、海图投影的要求v投影前后有正确的角度关系；v恒向线 (在地球表面与子午线相交所呈角度相同) 表现为一条直线；v大圆弧表现为一条直线；恒向线恒向线如果船舶始终按恒定的航向航行时，船舶航行的理想轨迹，叫做恒向线或等角航线(rhumb line)。在地球表面上，恒向线一般表现为一条为所有子午线相交成恒定角度的、具有双重曲率的球面螺旋线，它趋向地极，但不能到达地极。恒向线与每一条经线相交多次。当恒向线每绕地球一周，则它都必然与该子午线相交一

14、次。并且交点的纬度将愈来愈高，最后接近地极，但不能到达地极。墨卡托投影墨卡托投影等角航线在平面图上表现为直线，循该直线的方向船可以方便的到达目的地；心射投影心射投影 航海上常用的心射投影的投影平面是与地球面相切的平面，因此，在航海上心射投影又称为日晷投影。因为这种投影图上任意直线都是大圆弧，所以航海上常用它来设计大圆航线，大圆海图就是采用心射投影原理绘制的。某些大比例尺港湾图及极区海图也可采用心射投影。 地球面上两点间最短距离是通过两点间大圆的劣弧。在航海或航空中，运用此特性而走最短距离的航线叫大圆航线。大圆航线距离最短，但导航较困难。因此实用中通常大圆航线距离最短，但导航较困难。因此实用中通

15、常采用长距离靠近大圆航线，而短距离走采用长距离靠近大圆航线，而短距离走等角航线等角航线的作的作法。法。 二、墨卡托投影二、墨卡托投影定义是一种等角的圆柱形地图投影法。圆柱体的主轴与椭球的短轴重合，置于正轴位置的圆面与椭球面相交的截线就是椭球面上的平行圈称之为基准纬度圈。1、特点、特点v经线是平行的直线，其间隔相等；v纬线是平行的直线，纬线间隔自赤道开始，随纬度的增加向两极逐渐伸长，至极地为无穷大。因此称渐长图法；v经纬线成正交；v投影平面上同一点的两方向线（大地线或大圆弧）的切线的夹角与实地一致。当比例尺较大时，方向线近似于直线；所以小块面积的形状较相似，但沿经线向南、向北方向延伸的较大面积的形状与实地相比变形较为显著；v等角航线在投影平面上是一条直线，而大地线或大圆弧在投影面上是一条凹向极地的曲线；大地线（geodesic）是指地球椭球面上连接