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潮汐作为重要的海洋物理要素之一,无论是在军事上还是在国民经济建设中都发挥着巨大的作用,其测量技术的发展对于海洋科研和开发具有重大意义。
本文首先介绍了潮汐测量理论,总结了传统潮汐测量的各种方法和技术,分析了传统潮汐测量的诸多缺陷,进而引出了GPS潮汐测量方法。然后,在介绍了GPS潮汐测量原理的基础上,重点阐述了GPS技术在潮汐测量中的应用方法、数据处理过程,以及影响GPS潮汐测量的各种因素。最后,结合试验和工程实例,对精度指标作了分析。
使用GPS RTK技术的潮汐测量精度较高,但受作用距离和范围的限制,只适合于近海和江河地区。本文的研究结果表明,可以使用GPS PPK(Post-Processing Kinematic)和PPP(Precise Point Positioning)技术进行远距离潮位测量,两种方法获取的潮位信息均能够与验潮站测量的潮位数据保持较好的一致性;利用各个潮位站基准面间的关系建立相应的转换模型,可以实现GPS实测的大地高向需要的高程基准下的高程转换;在使用FIR(Finite-Impulse Respons)数字滤波器、基于快速傅立叶变换(FFT)的低通滤波器或者小波去噪等方法对数据进行分离后,能够从瞬时海面综合波中提取出潮位数据;基于GPS技术的潮汐测量结果平均误差精度在亚分米以内,可以达到水深地形测量的精度要求。
此外,在广西重点港湾调查项目中,结合当地GPS连续运行参考站系统(CORS),本文提出了基于虚拟参考站(VRS)技术的GPS验潮模式。实际应用表明,在CORS系统作用区域,使用GPS VRS验潮模式进行的水深测量与传统测量模式相比差值在10cm以内,两种方式精度相当。