海洋测量误差处理技术探讨

    何通

    摘要：本文围绕着海洋测量误差处理技术展开了讨论，首先介绍了从粗差定位到系统误差补偿的海洋测量误差和处理技术，随后分析了从测线滤波到测线网平差的海洋测量误差和处理技术，目前这些成果都被广泛应用于海洋测量中。

    关键词：海洋测量误差；处理技术

    一、从粗差定位到系统误差补偿

    （一）粗差定位

    人们在测量学领域，习惯以误差产生原因、特性以及大小作为依据，将其分为偶然误差、系统误差以及粗差三个部分。观测值中只存在偶然误差是经典测量平差法的前提条件，在现代测量平差中则对平差要求涉及到系统误差和粗差，从而对平差结构的可靠性进行保证[1]。在进行海洋测量的过程中，各种因素都会对其产生影响，因此与陆地测量相比，出现粗差的概率大大提升，并且由于难以重复观测海洋测量以及几何图形检核条件的缺乏，所以在海洋测量资料质量控制和检查中如何处理粗差这一问题十分重要。远小于或远大于正常值的异常数据就是粗差。

    目前需要做的定位海洋测量中的异常数据，但粗差并不是完全造成异常数据的因素，所以对于异常值的真伪需要以当时的仪器状态以及海况条件为依据进行分析。在检查资料的过程中，需要做到将异常值自动查找出来，并对其位置进行准确定位。目前使用的主要有两类方法，一种是在建立在统計推值和函数基础上的比较判别法，一种是建立在经典统计理论上的误差统计检验法。但这些传统方法在实际应用中具有不稳定性。对此，需要在海洋测量数据处理领域中引入抗差估计理论，从而将海洋测量异常数据统计检验的抗差能力进行提升。

    （二）系统误差补偿

    在海洋测量的整个过程中，各种误差源都不可避免的会对其产生影响和干扰，这些一般表现为随机性或系统性[2]。出现系统性偏差的重要原因就是各项改正不足或过量、海况条件差异以及仪器校准误差。通常情况下，都以测区系统差来称呼检查线方向或主测线方向均呈系统变化的误差，用测线系统差来概括只在单一测线呈现系统性变化的误差。

    以系统误差的变化特征为依据，可以将测线系统差和补偿测区系统误差的计算公式算出。但在公式的基础上，如果系统不具有明显的误差，也就是以处理系统误差的方法处理偶然误差，这种方法无法将矛盾消除，还会导致原始数据发生畸变，从而使得更大的误差出现。对此，需要以方差分析方法为依据，将海洋测量系统误差显著性检验标准建立起来。其原因就在于参量测量在海面上，因此可以将其作为抽样试验看待，将测线方向和测线位置当作试验条件差异看待。对此，测量中的系统误差和方差分析中的条件误差相对应，偶然误差就会变为试验误差。

    二、从测线滤波到测线网平差

    （一）测线滤波

    在进行海洋测量的过程中，一般都需要测量船的航行路线保持直线匀速，但由于海浪、风等的影响，所以实际上测量船的航线并不是直线匀速的，测量船时刻都在以定位结果为依据对船的走向进行修正，在这一过程中，船的航线为波动变化的情况[3]。并且过去在进行海洋重力测量工作时，定位技术还不够发达，且具有较低的精准度，为了对各种干扰进行规避，就需要滤波处理定位数据，从而奖最佳的估计提供给测量船。一般情况下都是用样条函数、三角多项式、正交多项式以及一半多项式拟合航迹线，在对各种函数的长处和短处进行分析后将其适用条件指出，这些在实际应用中都对我国的磁力测量和海洋重力测量的成果进行了提升。

    （二）测线网平差

    在广泛应用GPS定位系统之前，海洋测量的误差大多都集中在定位因素上，尤其是在测量海洋磁力和重力的过程中。在测量重力的过程中，定位误差除了海洋重力测量的精确度处理受到E？tv？s 效应的间接影响外，还由测点位置对误差进行确定，进而造成测线交叉点与海洋重力测量的不相符，由于没有准确的定位，因此需要对不同的两个位置的自由空间重力异常值进行比较。这种交叉点与值的大小不符合情况一般由测点位置误差引起，这一点是由测量区域的重力变化梯度决定。

    通过研发的新模型可以对交叉点坐标改正数使用航迹线拟合系统进行替代，对统计相关模型进行转变，转变为函数相关模型，从而将测线网平差的整体性体现出来，还能对运算过程进行简化[4]。

    结语：本文就海洋测量误差处理技术进行了探讨，通过对误差出现原因的分析和误差处理方法中的不足进行分析和研究，我国一直在对海洋测量方法进行不断地创新和完善，通过对测量方法的完善，进一步推动我国海洋测量工作的发展。

    参考文献

    [1]向龙凤，孙超，李明杨.非均匀海洋环境噪声中的匹配场处理舰船辐射噪声级估计方法[J].声学学报，2015，06：779-788.

    [2]郑一，岳军，纪乃华，施国全，韦俊霞.基于PAADCP的海流流速的误差分析及校正方法[J].海洋科学，2013，05：81-86.

    [3]欧阳永忠，陆秀平，米阳，吴太旗，任来平，黄辰虎.通用走航式海洋测量作业平台的设计与实现[J].海洋测绘，2012，06：1-6.

    [4]季顺迎，王安良，王宇新，李海，岳前进.渤海海冰现场监测的数字图像技术及其应用[J].海洋学报（中文版），2011，04：79-87.