动态精密单点定位联合卫星测高求解潮位与研究.pdfVIP

第3l卷第5期 杭州电子科技大学学报 V01．31。No．5 of I hmzi Oct．20ll 2011年lO月 JournalHanszhou UniVe珥ily 动态精密单点定位联合卫星测高求解潮位研究 罗孝文，高金耀，金翔龙，李家彪，初凤友，吴招才 国家海洋局第二海洋研究所，国家海洋局海底科学重点实验室，浙江杭州31001 摘要：随着动态PPP技术的发展，利用动态PPP确定潮位是当今海洋潮位数据确定研究的热点话 题。针对这个问题，该文对动态PPP的定位进行探讨，在此基础上利用动态PPP结合卫星测高对 潮位数据的确定进行了研究。结果表明，在所实验的测线中，远离海岸的潮位数据和模型计算的 数据符合得比较好，次之符合一般，离岸边最近两者符合得最差。说明动态PPP结合卫星测高能 够较好地确定潮位数据，这将为潮位数据的确定提供一种新的，可行的方法。 关键词：动态精密单点定位；潮高；卫星测高 中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1001—9146 2011 05-0079一04 0 引 言 长期以来，测量水域潮位一般是利用验潮站观测潮位，通过潮位模型内插得到。特殊水域，潮位的 实际变化可能与构造潮位模型的前提假设 潮位变化规律 不吻合，从而导致模型潮位与测量船所在位 置的实际潮位存在比较大的偏差。对于不存在验潮站或无法设置验潮站的特殊水域，这种方法难以实 施。极大地影响了测量的工效和成果的质量。随着GPS定位技术的进步及定位设备在海洋领域的广 泛应用，可以采用GPS技术进行验潮，国外在20世纪90年代初首次出现了GPS验潮的概念，并相继开 展了船载及浮球的验潮可行性试验，试验证明GPS验潮可以达到厘米级的精度。但是，在宽阔的海洋 Point 上，不能采用传统的GPS定位模式。而GPS新技术动态精密单点定位 Precise 出现和不断完善，动态情况下实时提供厘米级垂直定位解成为可能，同时卫星测高确定海平面精度也达 到了厘米级，为GPS验潮技术在海洋上的应用提供的新的机遇[1。7J。但是，对于动态PPP联合卫星测 高确定潮高数据，国内及国外相关的可以参考文献较少。针对这个问题，本文简单回顾常规验潮、GPS 潮位测量、以及卫星测高的理论和方法，并对GPS联合卫星测高确定潮位的原理及可行性进行验证。 1常规潮位求解方法 潮位确定就是测量某固定点的水位随时间的变化，实际上就是测量该点的水的深度变化。以潮汐 为主的水位变化对水深测量有着直接影响，必须进行改正，以得到相对一个固定垂直基准的水深或高 程。传统的水位测定方法有水尺验潮法、井式验潮法、压力式验潮法、超声波验潮法等。 收稿日期：201l—07—20 基金项目：国家海洋局专项908资助项目 908ZC—l—06 ，海洋二所基本科研业务费专项资助项目 JTl003 作者简介：罗孝文 1972一 ，男，贵州金沙人，副研究员，海底探测与信息系统． 80 杭州电子科技大学学报 2011年 2 GPS PPP潮位求解 PPP朝位ⅫI量是将单台双频GPS接收天线安置在船上，通过利用精密星历和精密钟差求解出测量 船所齄瞬时海面高度的一种潞位测量方法。 3 PPP联合卫星测高数据确定确定潮位步骤 1 利用单台双频GPS接收机进行测量，获得cPs观测散据。 2 利用IGS发布的精密钟羞和精密星历进行事后处理．获得CFS天线处瞬时三维坐标。 3 利用卫星测高数据计算获得厘，It级平均海平而 即大地水准面。 4 求解天线在船体坐标系下的坐标、海而相对船体坐标系原点的垂直距离．获得海面的瞬时 高程。 5 通过滤波处理．最终获得在航搠位。 4簿例及验证 卫星测高数据确定的大地水准面求解潮位数据。为了进行分析、比较，采用了相差潮位数据管理部门的 提供嗣位数据。 4 l数据描述 1 GPS数据 采用了2008年5月5日某海域所观测的测线。 2 卫星测高数据 没有对具体的卫星测高数据进行处理，只采用了卫星测高确定平均簿平面的成熟产品，具体使用了 2’。 黄渤海区域平均海平面数据，其统计精度在10em以内．分辨率为2’x 3 i瓠位数据 相关部门提供的期位数据。 42数据处理步骤 1 PPP定位数据处理 对动态G11s数据进行处理．2008年5月5日RMS统计结果如图l所示： ∞ 图1 2008年5月5_PPP动态定位历元RMS分布图 第5期 罗孝文等：动态精密单点定位联合卫星测高求解期位研究 从图1可见，数据的RMS不大于6cm，说明求解精度可靠。 2 国家海洋信息中心提供的潮位数据和动态PPP确定潮位数据的比较 为了对动态PPP确定的潮位数据进行验证．首先对国家海洋局信息中心提供的潮位网格数据进行 内插处理，获得相同地理位置和时间的潮位数据；接着