[發(fā)明專利]連續(xù)深度基準面構建方法

在審

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• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111368406A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 張安民;胡英俊;張豪;張佳麗;劉帥;徐唐進
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 李文洋

本發(fā)明公開了一種連續(xù)深度基準面構建方法，首先通過海底地形測量來獲取基于參考橢球面的海底大地高，通過一定時間段內的海平面變化的算術平均值獲取平均海面高度。其中本發(fā)明運用海洋數(shù)值模型對海面高進行潮波運動數(shù)值模擬，獲取海面高，然后進行余水位修正，最后計算海底大地高與海面高的差值，求得深度基準面值。該方法質量可靠，操作容易，能夠更加準確的反正測區(qū)連續(xù)深度基準面值，且計算的連續(xù)深度基準面值精度較高，具有較大的使用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋信息采集技術領域，尤其涉及一種連續(xù)深度基準面構建方法。

背景技術

傳統(tǒng)的深度基準面是由驗潮站的驗潮資料利用調和分析法求得，根據(jù)海道測量規(guī)范采用13分潮模型計算。因此深度基準面相對于平均海面數(shù)值，僅是對真正曲面形態(tài)基準面在特定點的采樣，是離散、跳變和不連續(xù)的，具有區(qū)域性。隨著港口建設、船舶大型化和航運經濟的迅猛發(fā)展，現(xiàn)有的深度基準面精度不高的問題越來越成為制約海洋測繪服務于現(xiàn)代航運的瓶頸問題。此外，無驗潮水深測量等遠距離快速海道測量技術越來越成為海洋測繪發(fā)展的主要方向，而這些技術發(fā)展的基本前提就是建立覆蓋全海區(qū)的、高精度、無縫連接、平滑過渡的深度基準面。深度基準面構建方法依賴于潮汐的分潮理論，深度基準面的變化隨潮波傳播特征的變化而變化，如果能更深入的了解潮波運動特征將對構建連續(xù)深度基準面具有指導作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服背景技術中的缺點，提供一種新型的連續(xù)深度基準面構建方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種連續(xù)深度基準面構建方法，其特征在于：采用精密定位定姿系統(tǒng)和海洋數(shù)值模式，按照如下步驟進行；

步驟1：通過精密定位定姿系統(tǒng)測得所選測區(qū)的海底大地高；

步驟2：開邊界水位條件獲取，本發(fā)明的開邊界上各個網格點的潮汐調和常數(shù)數(shù)據(jù)來自俄勒岡州立大學的海潮模型；

步驟2.1：從步驟2的海潮模型中獲取的各點水位值，其水位值由八個主要半日分潮和全日分潮M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁、Q₁，以及三個淺水分潮M₄、MS₄、M₆和兩個長周期分潮Sa和Ssa分潮組成的13個分潮模型計算得到的；

步驟3：獲取測區(qū)岸線數(shù)據(jù)，岸線數(shù)據(jù)一般來自美國國家海洋與大氣管理局NOAA的全球高分辨率海岸線數(shù)據(jù)庫GSHHG，從數(shù)據(jù)庫中獲取我們所需要的岸線數(shù)據(jù)；

步驟4：獲取測區(qū)水深數(shù)據(jù)，水深數(shù)據(jù)一般情況下同樣來自NOAA全球地形模型數(shù)據(jù)庫；

步驟5：進行數(shù)據(jù)同化，將數(shù)據(jù)同化程序寫入海洋數(shù)值模型中，來提高模擬精度；

步驟6：通過潮波動力學模型進行數(shù)值模擬獲取海面高；

步驟7：在步驟1和步驟6獲取海底大地高和海面高后，計算出二者的差值，獲取該位置的水深；

步驟8：通過余水位改正，對計算得到的水深進行修正，進一步提高水深精度；

步驟9：進行連續(xù)基準面構建。

在步驟2.1中，通過M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁、Q₁等全日和半日分潮和三個淺水分潮以及兩個長周期分潮模型計算求得水位值。具體形式見公式：