航道測量學(xué)3 航道控制測量課件

海洋定位測量？海洋定位測量：海洋測量的一個重要分支;無論測量某一幾何量或物理量，如水深、重力、磁力等，都必須固定在某一種坐標(biāo)系統(tǒng)相應(yīng)的網(wǎng)格中;海洋測量工作：海上定位，水深測量，潮位觀測水上定位與陸上定位對比待測船位是運動的，實時的；水上定位的坐標(biāo)基準(zhǔn)在陸地；水上定位與陸上定位對比動態(tài)定位：與陸地測量相比較,海洋測量具有明顯的動態(tài)效應(yīng),這種動態(tài)特性要求海洋測量必須具有實時性,即對同一空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各個觀測量(例如測點坐標(biāo)、深度和重力參量等)必須實現(xiàn)同時測定,但同一觀測量無法進行重復(fù)觀測,這說明海洋測量缺乏必要的成果質(zhì)量檢核手段。不可重復(fù)：不可能象陸地測量那樣多次重復(fù)測量。精度相對陸地低：在四等控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展為海控一、二級。定位手段有所不同：由于海水阻隔的原因,海洋測量不僅受大氣的影響,而且受海水運動和海水物理性質(zhì)的影響。因此,海洋測量具有比陸地測量更多的噪聲干擾源。一、基準(zhǔn)的傳遞和保存？海洋控制測量——是海洋測量的基礎(chǔ)，指海洋范圍內(nèi)（海岸、島嶼、海面、海底）建立大地控制網(wǎng)所進行的測量工作。為海底地形測量提供控制基礎(chǔ)；為海上或水下工程作業(yè)高精度定位提供控制基準(zhǔn)；對大地構(gòu)造運動、地殼升降運動、地震、火山活動進行有意義的動態(tài)監(jiān)測；為研究地球的形狀和大小提供更多和更豐富的科學(xué)依據(jù)。海洋控制測量的方法海岸控制測量海岸、島礁上進行控制測量海底控制測量?？攸c在國家一至四等控制點的基礎(chǔ)上加密控制點，其布設(shè)觀測和計算方法和陸地上一樣；為海上、海底工程提供控制基礎(chǔ)。與陸地上有所區(qū)別?？攸c限差項目海控一?？囟y圖點測角中誤差"±5±10±10相對相鄰起算點的點位中誤差±0.3±0.6——電磁波測距邊長相對中誤差1/500001/250001/25000交會點位移1：5000比例尺————0.51：10000比例尺————1.01：25000比例尺————2.0中文名稱：中誤差英文名稱：rootmeansquareerror;RMSE：中誤差是衡量觀測精度的一種數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，亦稱“標(biāo)準(zhǔn)差”或“均方根差”。在相同觀測條件下的一組真誤差平方中數(shù)的平方根。單位換算：圖上用厘米，實地用千米，厘米換千米，去五個零；千米換厘米，在千的基礎(chǔ)上再加兩個零。人們看到一張張反映地球表面形態(tài)和面貌的地形圖是相當(dāng)復(fù)雜的．不論是地形起伏變化的山區(qū)，還是河流湖塘水網(wǎng)密集的水鄉(xiāng)平原，圖上各種各樣的地貌和地物符號都準(zhǔn)確地反映了地面的實際情況．它們是怎樣測繪出來的呢？

這首先要明確確定地形圖上的每個點位需要的三個基本要素：方位、距離和高程．同時這三個基本要素還必須有起始方向、坐標(biāo)原點和高程零點作依據(jù)．

用一張固定在圖板上的白紙測繪地形圖時，一開始先要對圖板定向，這可根據(jù)事先測量的大地控制點作為起始方向來定向；在簡易測圖中，也可用指北針來定向．圖板定向后，就要確定測圖點在圖紙上的位置，對于納入國家統(tǒng)一的基本地形圖的測繪，是有統(tǒng)一規(guī)范的坐標(biāo)展點要求的；但對于小面積局部地區(qū)測繪，可假設(shè)獨立的平面直角坐標(biāo)系原點，即可著手按測方位和距離兩要素的方式，測定地面上其它任何點的平面坐標(biāo)位置．至于點的高程，由于國家高程系統(tǒng)已在全國各地布設(shè)了很多統(tǒng)一高程基準(zhǔn)的水準(zhǔn)點可供利用，一般均可用水準(zhǔn)測量方法連測到測圖區(qū)，因此在測圖時采用視距三角高程測量的方法就可同時測定出任何一點的點位和高程．

我們知道，地面上任何地貌和地物的描繪都可用其變換點所組成的線條反映出來．地貌可用等高線反映出其高低和形態(tài)變化；地物如房屋、道路、河流等均可用其變換特征點所構(gòu)成的線條表示出來；有不少特殊的地貌和地物還有專門的圖例符號來表示．因此，測繪地形圖的工作實際上就是測定并表示地面上所有地貌和地物的特征點．當(dāng)然，不同比例尺的地形圖，也還有個對特征點的取舍和繁簡綜合問題．

隨著測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，現(xiàn)代地形圖的大量艱巨的測繪工作也已由傳統(tǒng)的野外白紙測圖轉(zhuǎn)向室內(nèi)的航空攝影測繪和航天遙感測繪，并已逐漸邁向全數(shù)字化、自動化測圖。

海岸島礁控制測量？南海最南端距離大陸2000公里，如何進行海島與陸地的聯(lián)測？海底控制測量？二、定位的分類1、絕對定位國家領(lǐng)海和產(chǎn)權(quán)界限的劃分2、相對定位尋找石油井口，打撈沉船，跟蹤定位精度的要求領(lǐng)海和產(chǎn)權(quán)界限要求達到5米，特殊情況下（例如界限上有貴重金屬）可能要求達到1米或者更高。海底管道的深度通?？蛇_到130米，距岸可達到160公里，所要求的定位精度是1~8米；石油工業(yè)為了避免由于井噴引起的復(fù)雜問題，要求以3~5米的實時精度知道每一油井的位置。在礦產(chǎn)資源勘探中，定位精度視礦體范圍。為了確定范圍小于100km的礦體的位置，所需的定位精度是50米；海道測量的定位精度視測量比例尺和展繪精度而定。若測量比例尺是1:10000，展繪精度取做0.5mm，則所需的定位精度是5米；三、海洋定位方法及現(xiàn)狀普通測量學(xué)的方法；傳統(tǒng)大地測量的方法；無線電定位；衛(wèi)星定位；水聲定位；組合定位；曾采用過傳統(tǒng)大地測量的方法，無線電定位的方法和電磁波測距的方法，近岸甚至采用普通測量學(xué)的方法；目前和將來的主要手段：無線電定位、衛(wèi)星定位，水聲定位和光學(xué)定位也有重要的作用；廣泛應(yīng)用的是高精度中短程無線電定位系統(tǒng)；衛(wèi)星定位是熱點；聲學(xué)定位同時可以解決水深測量，也是重要的發(fā)展方向；第一節(jié)坐標(biāo)系大地水準(zhǔn)面海洋陸地地球表面不同的坐標(biāo)系地圖投影海圖：平面海圖全國以黃河為主，并將南北大運河與黃河并列繪出。詳細(xì)表示了自然地理要素及河防工程，居民地按不同的行政等級配以相應(yīng)的符號表示，名勝古跡以象形符號表示。河流以雙線內(nèi)輔水波紋法表示。此圖是我國現(xiàn)存最大的一幅古代治黃工程圖。發(fā)明現(xiàn)代航海圖的人墨卡托(荷蘭地圖學(xué)家)GerardusMercator1512－1594于1538年繪制了第一張世界地圖（左圖），這是從北極的角度俯視繪制而成。海圖：墨卡托投影怎樣將球面上的一部分繪制在平面上，從而使航海者可以用直線來表示航線呢?設(shè)想一個與地軸方向一致的圓柱切于或割于地球，按等角條件將經(jīng)緯網(wǎng)投影到圓柱面上，將圓柱面展為平面后，得平面經(jīng)緯線網(wǎng)。投影后經(jīng)線是一組豎直的等距離平行直線，緯線是垂直于經(jīng)線的一組平行直線。各相鄰緯線間隔由赤道向兩極增大。一點上任何方向的長度比均相等，即沒有角度變形，而面積變形顯著，隨遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)緯線而增大。墨卡托投影什么是墨卡托投影？墨卡托(Mercator)投影，又名“等角正軸圓柱投影”，荷蘭地圖學(xué)家墨卡托（Mercator）在1569年擬定，假設(shè)地球被圍在一個中空的圓柱里，其赤道與圓柱相接觸，然后再假想地球中心有一盞燈，把球面上的圖形投影到圓柱體上，再把圓柱體展開，這就是一幅標(biāo)準(zhǔn)緯線為零度（即赤道）的“墨卡托投影”繪制出的世界地圖。從球到平面，有個轉(zhuǎn)換公式，這里就不再羅列。墨卡托制作的中國地圖《墨卡托-洪都拉斯地圖集》的中國部分（1606年，地圖上對中國的概念還很模糊）一、海圖投影的要求投影前后有正確的角度關(guān)系；恒向線(在地球表面與子午線相交所呈角度相同)表現(xiàn)為一條直線；大圓弧表現(xiàn)為一條直線；恒向線如果船舶始終按恒定的航向航行時，船舶航行的理想軌跡，叫做恒向線或等角航線(rhumbline)。在地球表面上，恒向線一般表現(xiàn)為一條為所有子午線相交成恒定角度的、具有雙重曲率的球面螺旋線，它趨向地極，但不能到達地極。恒向線與每一條經(jīng)線相交多次。當(dāng)恒向線每繞地球一周，則它都必然與該子午線相交一次。并且交點的緯度將愈來愈高，最后接近地極，但不能到達地極。墨卡托投影等角航線在平面圖上表現(xiàn)為直線，循該直線的方向船可以方便的到達目的地；心射投影航海上常用的心射投影的投影平面是與地球面相切的平面，因此，在航海上心射投影又稱為日晷投影。因為這種投影圖上任意直線都是大圓弧，所以航海上常用它來設(shè)計大圓航線，大圓海圖就是采用心射投影原理繪制的。某些大比例尺港灣圖及極區(qū)海圖也可采用心射投影。地球面上兩點間最短距離是通過兩點間大圓的劣弧。

在航?；蚝娇罩?，運用此特性而走最短距離的航線叫大圓航線。

大圓航線距離最短，但導(dǎo)航較困難。因此實用中通常采用長距離靠近大圓航線，而短距離走等角航線的作法。

二、墨卡托投影定義——是一種等角的圓柱形地圖投影法。圓柱體的主軸與橢球的短軸重合，置于正軸位置的圓面與橢球面相交的截線就是橢球面上的平行圈稱之為基準(zhǔn)緯度圈。1、特點經(jīng)線是平行的直線，其間隔相等；緯線是平行的直線，緯線間隔自赤道開始，隨緯度的增加向兩極逐漸伸長，至極地為無窮大。因此稱漸長圖法；經(jīng)緯線成正交；投影平面上同一點的兩方向線（大地線或大圓?。┑那芯€的夾角與實地一致。當(dāng)比例尺較大時，方向線近似于直線；所以小塊面積的形狀較相似，但沿經(jīng)線向南、向北方向延伸的較大面積的形狀與實地相比變形較為顯著；等角航線在投