基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法及装置，涉及大地测量学与测量工程技术领域，通过验潮站实测水位数据评估全球潮汐模型精度，并从中选取每个潮汐模型中精度最优的分潮进行重组，得到重组潮汐模型，对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差比或差分关系，根据差比或差分关系修正重组潮汐模型在近岸海域的潮汐参数，得到精化修正的潮汐模型，以精化修正的潮汐模型格网为基础，根据深度基准模型，逐点计算深度基准值，并采用插值拟合及平滑算法构建连续的海洋深度基准面模型，解决了近岸海域深度基准误差较大的缺陷，提高了近海多波束或单波束海底测深成果的精度和可靠性。多波束或单波束海底测深成果的精度和可靠性。多波束或单波束海底测深成果的精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法及装置


[0001]本申请涉及大地测量学与测量工程
，具体涉及一种基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法及装置。

技术介绍

[0002]海洋深度基准是表征海底地形深度信息的垂直基准，在海洋测深作业中具有重要意义。海洋深度基准通常是根据潮汐调和常数来计算的，在局域海域内呈现为非连续、跳变特征。
[0003]目前，构建连续深度基准面模型的方法有两种：一是根据潮汐模型提供的潮汐调和常数，按照深度基准面计算模型直接计算各离散的格网点上的深度基准值，然后通过插值拟合方法建立局域的连续深度基准面模型；二是通过潮波运动数值模拟手段模拟局域范围内各离散格网点的水位高程信息，然后通过潮汐分析获得潮汐调和常数，进而计算深度基准值，最后通过插值拟合手段建立连续深度基准面模型。
[0004]但是上述两种方法都存在各自的缺陷，针对第一种方法，潮汐模型在远岸海域的精度较高，潮汐的调和常数准确可靠，然而在近岸海域，由于受到海底地形、陆地边界地形等因素的影响，潮汐模型的精度往往较差，即提供的潮汐调和常数不够准确，由此计算的深度基准值误差也较大；针对第二种方法(即潮波运动数值模拟)，该方法需要精确的高时空分辨率的海底地形深度信息、模拟区域边界的水位高程信息等，然而同第一种方法的缺陷类似，由于在近岸海域高精度高时空分辨率的海底深度信息、开边界水位高程信息可能无法满足要求，从而导致潮波运动数值模拟出的结果的精度也较差，进而进一步影响到后续深度基准计算的精度。

技术实现思路
r/>[0005]为此，本申请提供一种基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法及装置，以解决现有技术存在的近岸海域深度基准面模型构建精度差的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]第一方面，一种基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法，包括：
[0008]步骤1：获取验潮站实测水位数据；
[0009]步骤2：根据验潮站实测水位数据评估全球潮汐模型精度，并从中选取每个潮汐模型中精度最优的分潮进行重组，得到重组潮汐模型；
[0010]步骤3：对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差比或差分关系；
[0011]步骤4：根据差比或差分关系修正重组潮汐模型在近岸海域的潮汐参数，得到精化修正的潮汐模型；
[0012]步骤5：以精化修正的潮汐模型格网为基础，根据深度基准模型，逐点计算深度基准值，并采用插值拟合及平滑算法构建连续的海洋深度基准面模型。
[0013]作为优选，所述步骤2包括：
[0014]步骤201：根据第一公式和第二公式计算潮汐模型每个分潮的振幅和迟角的标准差；
[0015]所述第一公式为：
[0016][0017]所述第二公式为：
[0018][0019]式中，n为验潮站的个数，M为潮汐模型，TG为验潮站，分别为潮汐模型在第i个分潮的振幅和迟角，分别为验潮站在第i个分潮的振幅和迟角，和分别为潮汐模型第i个分潮的振幅和迟角的标准差；
[0020]步骤202：根据第三公式计算每个分潮均方根值；
[0021]所述第三公式为：
[0022][0023]式中，为第k个验潮站在第i个分潮的振幅和迟角，为第k个潮汐模型在第i个分潮的振幅和迟角，其中，调和常数观测值由长期验潮站实测水位观测数据进行潮汐调和分析所得，而潮汐模型值则由潮汐模型通过内插法得到验潮站处所对应的分潮调和常数，K为实验区域内验潮站的个数，RMS
i
为分潮均方根值；
[0024]步骤203：根据第四公式计算各潮汐模型中所有分潮均方根值的和；
[0025]所述第四公式为：
[0026][0027]式中，n代表潮汐模型的主要分潮的个数，RSS为某个潮汐模型的所有分潮均方根值的和；
[0028]步骤204：根据潮汐模型的所有分潮均方根值的和RSS从中选取每个潮汐模型中精度最优的分潮进行重组，得到重组潮汐模型。
[0029]作为优选，所述步骤3中对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差比关系包括：
[0030]步骤301：根据分潮的周期性将分潮进行划分；
[0031]步骤302：将划分后的分潮根据潮汐模型分潮精度分为基本分潮和其余分潮；
[0032]步骤303：计算其余分潮与基本分潮的差比关系，所述差比关系包括其余分潮与基本分潮的振幅比和迟角之差；
[0033]其中，其余分潮与基本分潮的振幅比是根据第五公式计算得到的；
[0034]所述第五公式为：
[0035][0036]其余分潮与基本分潮的迟角之差是根据第六公式计算得到的；
[0037]所述第六公式为：
[0038][0039]式中，h
′
i
为其余分潮i与基本分潮的振幅比，g
’
i
为其余分潮i与基本分潮的迟角之差，i和basic分别为第i个分潮和基本分潮，TG为验潮站。
[0040]作为优选，所述步骤4中根据差比关系修正重组潮汐模型在近岸海域的潮汐参数，得到精化修正的潮汐模型，包括：
[0041]根据第七公式和第八公式修正重组潮汐模型；
[0042]所述第七公式为：
[0043][0044]所述第八公式为：
[0045][0046]式中，M为潮汐模型，n为验潮站的个数，和为潮汐模型中基本分潮的振幅和迟角，h
ij
′
和g
ij
′
为第j个验潮站中第i个分潮与基本分潮的振幅比和迟角之差，S为验潮站距潮汐模型格网点的空间直线距离。
[0047]作为优选，所述步骤3中对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差分关系，包括：
[0048]根据第九公式和第十公式计算潮汐模型分潮的余弦分量差和正弦分量差；
[0049]所述第九公式为：
[0050][0051]所述第十公式为：
[0052][0053]式中，和分别为第i个分潮的余弦分量差和正弦分量差，TG表示验潮站，M表示验潮站位置相应的模型分潮量值。
[0054]作为优选，所述步骤4中根据差分关系修正重组潮汐模型在近岸海域的潮汐参数，得到精化修正的潮汐模型包括：
[0055]步骤401：根据第十一公式和第十二公式计算修正的潮汐模型分潮的余弦和正弦分量；
[0056]所述第十一公式为：
[0057][0058]所述第十二公式为：
[0059][0060]式中，和分别为第j个验潮站在第i个分潮上余弦分量差和正弦分量差，M为潮汐模型，n为验潮站的个数，和分别为第i个分潮的模型值，和为修正的潮汐模型某个分潮i的余弦和正弦分量；
[0061]步骤402：根据第十三公式和第十四公式计算修正的潮汐模型的振幅和迟角；
[0062]所述十本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法，其特征在于，包括：步骤1：获取验潮站实测水位数据；步骤2：根据验潮站实测水位数据评估全球潮汐模型精度，并从中选取每个潮汐模型中精度最优的分潮进行重组，得到重组潮汐模型；步骤3：对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差比或差分关系；步骤4：根据差比或差分关系修正重组潮汐模型在近岸海域的潮汐参数，得到精化修正的潮汐模型；步骤5：以精化修正的潮汐模型格网为基础，根据深度基准模型，逐点计算深度基准值，并采用插值拟合及平滑算法构建连续的海洋深度基准面模型。2.根据权利要求1所述的基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤201：根据第一公式和第二公式计算潮汐模型每个分潮的振幅和迟角的标准差；所述第一公式为：所述第二公式为：式中，n为验潮站的个数，M为潮汐模型，TG为验潮站，分别为潮汐模型在第i个分潮的振幅和迟角，分别为验潮站在第i个分潮的振幅和迟角，和分别为潮汐模型第i个分潮的振幅和迟角的标准差；步骤202：根据第三公式计算每个分潮均方根值；所述第三公式为：式中，为第k个验潮站在第i个分潮的振幅和迟角，为第k个潮汐模型在第i个分潮的振幅和迟角，其中，调和常数观测值由长期验潮站实测水位观测数据进行潮汐调和分析所得，而潮汐模型值则由潮汐模型通过内插法得到验潮站处所对应的分潮调和常数，K为实验区域内验潮站的个数，RMS
i
为分潮均方根值；步骤203：根据第四公式计算各潮汐模型中所有分潮均方根值的和；所述第四公式为：式中，n代表潮汐模型的主要分潮的个数，RSS为某个潮汐模型的所有分潮均方根值的和；
步骤204：根据潮汐模型的所有分潮均方根值的和RSS从中选取每个潮汐模型中精度最优的分潮进行重组，得到重组潮汐模型。3.根据权利要求1所述的基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法，其特征在于，所述步骤3中对验潮站多年水位观测数据进行潮汐分析，获得潮族内各分潮间的差比关系包括：步骤301：根据分潮的周期性将分潮进行划分；步骤302：将划分后的分潮根据潮汐模型分潮精度分为基本分潮和其余分潮；步骤303：计算其余分潮与基本分潮的差比关系，所述差比关系包括其余分潮与基本分潮的振幅比和迟角之差；其中，其余分潮与基本分潮的振幅比是根据第五公式计算得到的；所述第五公式为：其余分潮与基本分潮的迟角之差是根据第六公式计算得到的；所述第六公式为：式中，h
i
′
为其余分潮i与基本分潮的振幅比，g，
i
为其余分潮i与基本分潮的迟角之差，i和basic分别为第i个分潮和基本分潮，TG为验潮站。4.根据权利要求3所述的基于分潮重组与验潮约束的海洋深度基准构建方法，其特征在于，所述步骤4中根据差比关系修正重组潮汐模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥伟，陈正宇，徐君民，谢朋朋，王宁，陈杰，刘正林，王威，杨晓慧，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：