IHO海道测量规范

IHO海道测量规范 IHO海道测量规范 (第44号特别出版物1998年第4版) 序言 国际海道测量组织特别出版物第44号的第4版，现由国际海道测量组织的工作组筹拟完毕。该工作组是根据第十四届国际海道测量会议的第十五号决议成立的。有关的参考条款及工作程序则是根据1993年第20号信函文件制定的。首先，将工作组划分成若干个分工作组，然后这些分工作组通过信函文件提出特别议题。其次，为了讨论有关议案及草拟出版物的新版本，已分别于1994年9月26日至30日及1997年9月29日至10月3日在国际海道测量局(摩纳哥)召开了两次会议。 澳大利亚、智利、加拿大、法国、意大利、日本、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、英国、美国(NOAAANIMA)等国的海道测量部门为工作组作了成员的推荐提名，特此致谢。 应该指出的是:新规范的发行并不意味着旧有规范基础上的海图及航海出版物就此失效，而只是为了更好满足用户的需求，为以后的数据采集制定新规范。我们鼓励各成员国在执行新规范之前，对海道测量中定位和深度的准确度估算进行探讨。 该出版物的主要目的，就是将少数海道测量规范详细化，以便根据这些规范采集到的海道测量数据具有足够的精度，对部分不确定的数据，亦可经过技术处理后，充分满足该信息主要用户，即航海用户(商用、军用或游艇)的安全使用。 以往的S,44各版本主要着眼于为编制海图的海道测量精度进行分类，而如今我们意识到，目前的海道测量资料用户与以往的相比较，更趋向于多样化的广泛领域。海道测量资料对于海岸区域管理，环境监测资源开发(碳氢化合物和矿物开采)、法律和司法问题、海洋和气象模型制作、工程和建筑规划以及其他诸多领域都很重要。为了提高海道测量数据的实用性，应使数据既要新又要更详细、可靠，并用数字化形式 表示，以满足用户要求。该规范并不能完全满足用户的特殊需求，但至少应为他们评估海道测量数据的质量提供基本依据。 引 言 海道测量在技术方面正经历着根本性的变化。多波束测深和航空激光系统与以往断面的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 比较，它几乎可以提供全部海床信息和测量数据，随着卫星定位系统的应用，测深平面定位精度得到了很大的提高，特别是采用差分技术后，效果更为明显。对于航海人员来说，定位技术的提高具有重大的意义，他们可以利用该技术进行定位的准确度远比海图基础数据高。但我们也应该注意到海道测量的准确度和完整性终不能达到陆地制图的精度水平。 卫星定位系统在航海中的广泛应用，加之其价格的适宜性以及系统定位准确度较以往有很大提高(传统的以陆地为基础的精密导航航测系统)等特点，航海人员达到定位的准确度已促使海道测量部门在今后的测量中采用相等或更优的系统，达到规定的特等和一等测量精度(见第1章表1)。 在S,44以前的各版本中，要求的定位准确度在很大程度上受一定比例尺的实际制图技术限制，自动化数据管理可以提供任何比例尺下的数据。因此，在S,44的这一新版中，要求的定位精度，必然受作用于定位和测深系统产生的误差和数据的使用方式。 工作组对于最新的测深设备的技术评述如下: a)在浅水区域单波束回声测深准确度能达到厘米级。市场上具有不同频率、不同脉冲的多种设备，这些设备可以满足大多数用户的需求，特别适合海道测量的用户。 b)侧扫声纳设备技术在海底障碍物探测和确定方面，已达到了很高的水平。虽然目前该设备技术的使用还受诸如使用速度较慢(最大为5,6kn)限制，但在港口和航道测量中得到广泛的应用，以探测测线间的障碍物。许多海道测量部门考虑在这些区域强制使用该技术，并规定覆盖率要达到100,或更多。 C)多波束测深仪技术发展很快，当采用合适的测量程序以及具有足以探测航行障碍物的系统的分辨率，则该项技术用于精密的和海底全覆盖探测有着巨大的潜力。 d)机载激光测深系统是一种新技术，该技术应用于浅滩水域能产生巨大功效，机载激光测深技术的测深能力可达50m或更深。 尽管单波束回声测深技术仅能采集到离散的海底形断面情况，且在未来的海道测量中可能继续被沿用，而上述提到的100,覆盖率海底探测技术只会在极其困难的地区才被采用，上述情形这一设想导致了决定继续保留测线间距这一概念，虽然这测量比例没有直接的联系。本版对测深准确度进行分类时与以前的版本有异，而是基于对不同区域航行安全的重要性考虑而对这些地区制定不同的准确要求。本次修订本对严格要求的区域具有比以前更高的准确度要求，而对于航行不具险的区域则在准确度要求方面比以往放宽了许多。本次S,44的修订本中制定了新的要求，即要求测量师尽可能把所有新数据标出可能的估计误差。 至于采用何种设备及何种程序才能达到本出版物中制定的标准问题，则将留给具体负责测量质量控制的部门作妥善考虑。 如果采用恰当的方法及设备与训练有素的测量师相配合，则可望达到所要求的最佳效果，而其中专业判断能力是至关重要的。 由于历史的原因，我们保留了S,44第三版第二章中有关“深海测深分类标准”的内容，且在附录A中给出了其未作更正的原文。 第1章 测量分类 为了系统地走出测区的不同准确度要求，我们把测量分为四个等级。有关内容将在下文及表1、表2中分别加以叙述，亦即把测量分为四个等级概括了精度的总体要求，实际上形成了整个规范的框架。 特等 特等海道测量达到的作业标准，是针对特别临界的区域而提出来的，该区域的富余深度最小，且海底状况对航船具有潜在的危险。测量质量控制部门必须明确这些区域界限的要求，诸如港口、泊船区域及相关的 重要航道均为典型例子。因而必须设法将所有的误差来源降低到最小程度。为了获得100,的海底情况，特等测量要求进行加密测线间距，并与测扫声纳、多功能换能器或有高分辨率多波束测深技术相结合使用。力求确保测深设备能够测出所有大于lm3的底物特征。对于狭窄且较易遇到危险障碍物的水域，亦有必要将侧扫声纳和多波束测深相结合使用 一等 一等海道测量是适用于港口、人港航道、推荐航道、内陆航道以及商船运输繁忙的海岸水域。这些地方的富余深度以及海底底质对船只而言不形成较大的危险(例如软泥或沙质底质)。一等测量应限用于水深小于100m的水域。尽管一等测量对海底扫测精度没有特等测量的要求那么严格，但对船只形成潜在危险的海底特性及障碍物扫测时，须在选定地区采用全床扫测。对该些水域扫测时，测深设备必须保证能分辨出 40m深度内大于2 m3的底物特征，或水深超过40 m3时，体积大于深度10,的物体。 二等 二等海道测量适用于除特等和一等以外的水深值小于200m的水域，对于这些水域，仅需采用测深仪常规探测即可足以确保该水域海底有无对过往船只或作业船只产生危险的障碍物的探测。这一标准是为一系列航海用途目的而制定的，无需再用更高等级的海道测量加以核准。对于具有海底特征物及障碍物且可能对船只产生潜在危险的水域，仍有必要进行100,的海底扫测。 三等 三等海道测量适用于除特等、一等及二等之外的所有水深大于200m的区域。 注意:对于特等和一等测量，测量质检部门可以界定一个深度限值，超过此限值的水域，出于航海安全的目的，对海底的详细调查可不作要求。 侧扫声纳技术不应用于确定水深而是用于特定水域更为详细而精确 的调查。 第2章 定位 2(1引言 定位准确度是指某一特征(如测深、助航系统)在大地参考系中的位置精度，请参阅2(3。 若定位准确度受不同参数的影响，则所有参数对定位误差的影响均应顾及。为此;我们采用综合各种误差来源的统计原理来确定定位准确度。具有95,置信度的定位误差应与测量数据一同作记录(另参见5.2)。 定位应参照大地参考系，通常选用1984年世界大地坐标系统(WGS 84)。特殊情况下若定位以地方坐标系作参考系时，则该地方坐标系应归算到大地参考系，亦即 84世界大地坐标系(WGS 84)。 特别强调的是，任何参考陆地大地系统的定位，均应进行多余测线测量，且在数据采集前后均应对仪器进行检校。采用卫星定位系统定位时，应至少同时跟踪到五颗卫星。对于特等和一等测量，则建议跟踪观域内的所有卫星。 2(2平面控制 主要岸上的控制点应采用陆地测量的方法确定，其相对准确度达到1,100000。当采用大地卫星定位方法测定岸上控制点时，应在95,置信度下不超过10cm。 作局部定位，不用作扩展控制的次级控制点，当以地面测量技术测定时，误差不得超过1,10000;使用大地卫星定位，误差不超过50cm。 2(3测深定位 测深定位、航行危险物定位以及其他所有明显淹没物的定位，均应按照表l所列的各项平面准确度指标进行。 测深定位准确度是指大地参考面中测深位置的准确度。除此以外，二等和三等测量中使用单波束设备测深时，测深准确度是指测深系统中传感器位置的准确度。此外，应由质检部门确定水底测深的位置准确度指标。 2(4助航标志和重要特征物 助航标志及其他重要特征物的平面位置精度参照表2所列置信度为95,的准确度指标。 第3章 测深 3(1引言 商船航行要求高精度和高可信度水深信息保证，以能充分和安全地发挥其最大的装载能力。在一些重要水域，特别是那些富余深度尚不清楚和可能存在障碍物的水域，对测深准确度的要求较以往制定的规范更为严格，此外，对海底全覆盖探测作了规定。 3(2测深准确度 测深准确度可以理解为归算后的深度准确度。确定测深准确度时，需对所有单个误差源进行量化处理。综合所有误差源即可得到一个总的传播误差(TPE)，总传播误差是下列诸项误差的综合作用而产生的: a)测量系统和声速误差; b)潮汐测量和模拟误差; C)数据处理误差。 综合所有已知误差并且采用统计方法确定测深准确度的方法应予采纳，并可作检核之用(见第7章) 95,置信度下的统计方法而得到的总体传播误差，即为通常用来描述测深准确度的值。总体传播误差应与测深数据一并记录(见5.2)。 考虑到误差常数和水深相关误差，都影响深度的准确度表1第3行中a、b值代人第1章表1下的计算公式，计算水深允许误差，其置信度为95,。 3(3深度测量 测定一般海床地形、潮汐归算、探测、海床中分类和测量是海道测量的基本任务。危险物上部水深测定至少应达到表1中一等测量所列出的深度准确度。 若沉船和障碍物上部的富余深度不足40m，且对正常水面航行存在 危险时，则应采用高分辨率的声纳检测或物理检测(潜水)的方法确定其最小水深值。亦可采用机械扫海方法确保最小安全富余水深。对以往有标记的异常水深处和测量过程中探测到的异常处，均应作更为仔细的测定，一旦确凿，均应确定其最小水深值。测量质检部门可以界定一个极限水深，如果水深大于此限值时，则对海底进行详细调查及异常水深处的检查可不作具体要求。 测得深度应及时应用潮汐高程或水面高程归算成图载或测量基准面。当水深大于200m时，潮汐归算不作要求，除非潮汐对总体传播误差十分显著。 3(4测深密度 3(4.1引言 在制定测深密度时，须同时兼顾测区内的自然特征和用户的要求，以确保获得足够的水底探测资料。 需指出的是，任何方法均不意味着完美无缺，即或是100,的水底探测亦不能保证完全的测量可信度。同时，亦不能绝对有把握地否定航行危险物的存在，特别是测线间存在孤立自然危险物或人造物体的情形更是如此。 3(4(2测线间距 表1给出了适合不同类测量的测线间距。测量成果须由测量质检部门开发的程序予以评估，通过评估来评定水底探测程度的恰当与否，由此决定间距的缩小或增大。 这些程序包括适当的统计误差 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，并在分析中，既顾及测深误差和定位误差又顾及内插误差(亦可参见第7章)。 第4章各种测量 4.1底质取样 海底的自然底质可通过取样予以确定，亦可由其他传感器(如单声波测深仪，侧扫声纳，底层剖面仪，影像等)判断而得，且传感器测深深度应达到当地泊锚和拖网的要求，正常情况下，当水深大于200m时， 对取样不作要求，取样间距应根据海底底质情况来确定。通常取样间距为测线间距的10倍。对计划用作锚地的水域，取样密度应适当增加。任一种推论取样方法均应经过物理取样得以验证。 4.2潮汐观测 潮高测量应贯穿于测量的全过程，以便做到: a)为测深提供潮汐换算值; b)为潮汐分析和预报提供数据。为此，观测应持续尽可能长的周期，且最低不得少于29天。 潮高测量时，应使潮汐仪的全部测量误差(包括时间误差)，在特等测量时不超过?5cm，在其他等级测量时不超过?10cm。 为使测深数据在将来应用先进的卫星观测技术时仍能得以充分利用，要求潮汐观测既要与低水位水准面(通常为最低天文潮位)相联测，又要与大地参考系联测，其中以选择1984世界大地坐标系统(WGS 84)椭球面为最佳。 4(3潮流测量 在港口及航道的人口处、航道任一改变方向的地段、锚地和码头的附近水域，均应对速度可能超过0(5节潮流的流速和流向进行观测。当沿岸近海潮流足以影响水面航行时，则同样应对其进行测量。 对水下3m到10m深度间每个位置的潮流均应作潮流测量，同时还应作潮高测量以及气象条件观测。 潮流观测应采用某种测流装置作记录，观测周期不应少于15天，且观测间隔不得大于几。若可行的话，观测周期应延长至29天或更多。另外，亦可在水流最大和最小期间布设计程船，潮流的速度和方向应以95,的置信度分别测至0.1kn和10?的最接近值。 当确认某些季节性河流流量将影响到潮流的水域，则应在整个变化期间对潮流进行测量。 第5章数据处理 5.1总则 为使测量数据质量得以综合评估，有必要对测量数据的有关信息进行记录及文件化处理。这些信息对不同需求的用户开发利用测量数据非常重要，尤其当测量数据采集时还不了解用户的具体要求。 数据质量的文件化过程为数据处理，有关数据质量的信息称为信息数据。 信息数据的最低信息量应包括: ——测量的一般情况，例如:日期、区域、使用的设备、测量载体的名称; ——所使用的大地参考坐标系统，即平面和高程基准面;若采用地方基准面，则应包括与84世界大地坐标系统的联测情况; ——检校程序及结果; ——声速; ——潮汐基准面及其换算; ——推得的准确度及各自的置信度。 信息数据以数字化形式表示为最佳，它是测量记录中必不可少的组成部分。若做不到，则应在测量文件中包括相类似的信息。 建议测量质检部门系统地开发利用测量数据，并对信息数据列表实行文件化处理。 5(2点的数据处理 所有的测深均应计算出位置和深度的误差估值，并使其置信度达到95,。虽然最好是对每个单独测深点这样做，但也可以通过若干测深点或以一个区域的数据来推算误差估值，新提供的误差估值之间的差数可能是很小的。对于定位，可以通过对多余定位测线(地面系统)或整体监测(卫星系统)的分析进行精度评定;而对于深度测量，则可通过对多余测深(如正交检查测深线上)的分析进行精度评定。 众所周知，每一种传感器(如定位、深度、起伏、纵横摇、航向、海底特征要素传感器、水往参数传感器、潮汐换算传感器、数据换算模型等)均具有其各自的误差特性。应单独对每一种测量系统进行剖析， 以