海洋：海洋是地球表面包圍大陸和島嶼的廣大連續的含鹽水域。海洋測繪特點：垂直坐標和平面位置同步測定；海底控制點的距離相隔較遠；動態測量；采用低頻電磁波信號；測深并進行測深改正；無法進行重復觀測，須同步觀測。海洋測繪任務：為研究地球形狀提供更多的數據資料。為研究海底地質的構造運動提供必要的資料。為海洋環境研究工作提供測繪保障。對各種不同的海洋開發工程，提供它們所需要的海洋測量服務工作。海洋測繪的任務:（根據海洋測量工作的目的不同）①科學任務:1為了研究地球形狀提供更多的數據資料;2.為研究海底地質的構造運動提供必要的資料;3.為海洋環境研究工作提供測繪保障。②實用性任務:主要指的是對各種不同的海洋開發工程，提供它們所需要的海洋測量服務工作。海洋測量分為：海洋重力測量，海洋磁力測量，海水面的測定，大地控制與海底控制測量，定位、測深、海底地形勘測和制圖等海洋測繪:是海洋測量和海圖繪制的總稱，是一門對海洋表面及海底的形狀和性質參數進行準確的測定和描述的科學。主要內容:海洋大地測量、水深測量、海洋工程測量、海底地形測量、障礙物探測、水溫要素釣場、海洋重力測量、海洋磁力測量、海洋專題測量、海區資料調查；以及各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版，海洋地理信息的分析處理及應用。海洋地形分為:海岸帶、大陸邊緣和大洋底。海岸帶:是海陸交互的地帶,是在波浪潮汐和海流等作用下形成的。組成:海岸、海灘及水下岸坡。大陸邊緣:是大陸和大洋連接的邊緣地帶。組成：大陸架、大陸坡、大陸隆及海溝。大洋底:是大陸邊緣之間的大洋全部部分。組成：大洋中脊，大洋盆地。海岸:就是陸地和海洋相互作用,相互交界的地帶。海岸線:是近似于多面平均大潮高潮的痕跡所形成的水陸分界線。海灣是指洋或海延伸進入大陸部分的水域。其深度逐漸減小。海灣中海水的性質與其相近的洋或海中水的狀況相似海洋大地測量：研究海洋大地控制點及確定地球形狀大小，研究海面形狀變化的科學，其中包括與海面，海底遺跡海面附近進行精密測量和定位有關的海事活動海洋大地控制網：海洋大地測量控制網是陸上大地網向海域的擴展。它是一切海洋活動中所進行海洋測繪工作的基礎。海洋大地測量控制網主要由海底控制點、海面控制點（如固定浮標）以及海岸或島嶼上的大地控制點相連而組成。海洋大地控制網的作用：1，大比例尺海底地形測量，尤其是大洋區域基本海圖測繪的控制基礎。2，對解決大地測量中地球形狀和大小的確定提供科學依據。3，為高精度定位的海上或水下工程作業提供定位。4，對大地構造運動，地殼升降運動以及地震、火山活動進行動態監測。總之它是一切海洋活動中所進行海洋測繪工作的基礎海洋控制網包括:以固定浮標為控制點的控制網,海岸控制網,島嶼控制網,島嶼-陸地控制網。海面大地測量控制網布設:采用的幾何圖形于陸地上大地網基本相同，通常采用三角形網，四邊形網，中點多邊形網等。采取逐級控制的方法，按片形或鎖形兩種方式布設海底控制點：由固設與海底的中心標石和水聲照準標志組成。基本點：與陸地大地網直接聯接的海洋大地控制點。加密點：在基本點的基礎上進一步加密設置的海洋大地控制點。海底控制點坐標的測定的步驟：① 海底控制點的定標:當水聲聲標按布設網設計方案投入海底后，要對控制點的深度，相互間距離以及方位進行測定。1.海底控制點深度的測定;2.海底控制點間距離的測量;3.海底控制點方位的測定.②海底控制點坐標的測定:1.單個海底控制點坐標的測定:a）兩點交會法;b）最近路徑點測定法;c）三點空間交會法;d）距離差法.2.利用GPS實現海底控制點坐標的聯測。已知控制點,確定目標須滿足:①測量船必須位于作為海底控制點的水聲聲標的有效位置;②至少需要三個這樣的控制點水聲聲標的有效距離，即聲信號的最大傳播距離。這里的有效距離，指的是有效水平距離影響水聲聲標有效距離的因素（1）聲信號的發射強度和頻率；（2）聲信號傳播路徑中噪聲的掩蓋作用；3）聲信號傳播過程中的衰減；（4）聲射線的折射特性。主動式水聲照準標志：實際上是一種水聲聲標，它能主動發射出強度足以保證測量船上的水聲設備能在其有效作用距離內接收到該信號；或者當接收到船臺發射出的詢問聲信號后，能轉發應答聲信號被船臺接收。被動式照準標志以自身表面反射來自船上水聲設備所發射的聲信號再被船臺接收，這種水聲照準標志稱為。簡述海底控制網的建立思想以及數據處理流程？海底控制點網一般建成三角網或正方形，且測量船在網中至少能同時測量三個控制點。海底控制點坐標的測定一般分為兩步進行：一是海底控制點定標；二是海底控制點坐標的確定。當水聲聲標按照布網設計方案投放到海底后，要對控制點的深度、相互間距離以及方位進行測量，這項工程稱為海底控制點的定標。海底控制點坐標的確定有單點海底控制點坐標的確定和利用GPS實現海底控制點坐標的聯測。單個海底控制點坐標的確定的方法有：1.兩點交會法2.最近路徑點測定法3.三點空間交會4.距離差法利用GPS實現海底控制點坐標聯測的數據處理流程為:1）誤差方程式（1）船位到已知點的觀測法誤差式2）船位到海底控制點觀測距離的誤差式（3）總的誤差方程式2)法方程式及平差結算水文觀測：是指在江河、湖泊、海洋的某一點或斷面上觀測各種水文要素，并對觀測資料進行分析和整理的工作。海洋水文要素：海水溫度，海水鹽度，海水密度，海水透明度、水色，潮汐，海波束在海水中的折射特性，可通過Snell法則很好的反映。入射角q10時，波束在界面處發生折射，若經歷的水柱中有N+1個不同介質層，則產生N次折射，波束的實際傳播路徑為一個連續折線，即聲線。Snell法則不但解釋了波束在水中的傳播特性，還給出了求解聲線路徑的算法。解釋：由于折射結果，當聲速隨深度增加而增加時，聲線向上彎曲并經海面反射；當聲速隨深度增加而減小時，聲線彎向海底并經海底反射。由于水面反射的損耗遠比海底小，淺海冬季聲速多呈增大分布，故冬季聲能傳播較夏季遠得多，表層溫度很高的夏季聲能的傳播條件最差。海面反射：聲波由海水射向海面時，在海水與空氣界面上所產生的反射，海底反射：聲波由海水射向海底時，在海水與海底的界面上所產生的反射，聲線彎曲規律；聲波在海水中傳播時，會在介質常數不同的兩個水層界面處產生反射、折射和某種程度的反向散射。其中折射現象起因于海水是非均勻介質，這也是導致波束聲線彎曲和傳播速度發生改變的根本原因。折射后的聲線是向聲速減小的方向彎曲。聲線的彎曲程度和方向與聲速在垂直方向的變化相互聯系，聲速變化越大，彎曲越顯著。此外，聲波的傳播速度在溫水區要比冷水區快，且向冷水區（即聲速較低的水區）彎曲。因此，若溫度隨深度增加，聲線向海面彎曲，反之則向海底彎曲。正常情況下，聲線彎曲成圓弧狀。聲波強度減弱因素：1幾何衰減：由于海水溫度、鹽度、壓力等分布不均勻，因此有聲速梯度存在，再加上海面、海底的影響，引起聲線彎曲。2散射衰減：聲波在海水中傳播時，由于海面、海底的不平整性、海水介質溫度不均勻而產生散射，使部分聲能離開原來的前進方向，向其它方向發射出去，使聲波傳播方向上能量減少，聲強度減弱。3海水對聲波的吸收：由于聲波在海水介質中傳播時要引起海水內部發生一些變化，如海水溫度的變化，在傳播過程中，相鄰的海水介質要發生相對運動，有一部分聲能要用來克服因海水介質相對運動而產生的摩擦力，消耗于海水中，使聲強度減弱聲波傳播特性：①聲波在兩種介質的界面上或同一種介質性質發生變化時會發生發射和折射，且符合反射、折射定律；②由于海洋中每點的溫度、鹽度以及壓力是不同的，因而聲波在海水中的傳播聲速也是變化的，聲波穿過不同的水層而產生折射和反射現象，且服從折射定律。折射后的聲線是向聲速減小的方向彎曲。③聲波在兩種介質的界面處也會發生反射。聲速確定：凡通過測量聲速在某一固定距離上傳播的時間或相位(一般采用聲速測量儀測量聲速），從而直接計算海水聲速的方法均屬直接聲速測量。根據測得的溫、鹽度和壓力數據，用特定的計算公式確定水聲速的方法稱為間接聲速測量。直接法：就是利用聲速剖面儀直接測定聲速。凡通過測量聲速在某一固定距離上傳播的時間或相位，從而直接計算該深度層海水勝訴的方法均稱為直接聲速測定。有：脈沖時間法，干涉法，相位法和脈沖循環法等。聲線跟蹤：是建立在聲速剖面基礎上的一種波束腳印（投射點）相對船體坐標系坐標的計算方法。聲線跟蹤通常采用層追加方法，即將聲速剖面內相臨兩個聲速采樣點劃分為一個層，層內聲速變化可假設為常值（零梯度）或常梯度。在常梯度的聲線跟蹤計算過程中，聲速變化函數采用Harmonic平均聲速基于層內常聲速（g=0）下的聲線跟蹤基于層內常梯度（g/=0）下的聲線跟蹤等效聲速剖面法：分為誤差修正法，等效聲速剖面法；誤差修正法：由于這種方法不是直接依賴于實際聲速剖面進行聲線跟蹤計算，而是通過選擇一個簡單的聲速剖面（如零梯度聲速剖面）作為參考聲速剖面，根據相對面積差，建立參考聲速剖面與實際聲速剖面間的聯系，進而修正參考聲速剖面的計算結果，獲得最終的波束腳印位置，因此，該方法被稱為誤差修正法等效聲速剖面法：由于常梯度聲速剖面與實際聲速剖面具有相同的積分面積，利用常梯度聲速剖面計算的結果同實際聲速剖面相同，因此，常梯度聲速剖面被稱為等效聲速剖面，利用等效聲速剖面確定波束腳印位置的方法簡稱為等效聲速剖面法。計算精度比較：。常梯度—聲線跟蹤法的假設與實際比較吻合，計算精度相對較高，實驗表明其深度相對誤差優于z‰；常聲速—聲線跟蹤法在q<60°時，深度相對誤差優于z%；誤差修正法和等效聲速斷面法一般優于4z‰。幾種聲線跟蹤方法比較結果：從對實際聲速剖面的依賴性，計算精度，計算過程的復雜性，條件的苛刻性上面。1常梯度—聲線跟蹤法的計算精度最高，但計算過程煩；2等效聲速斷面法的計算精度僅次于常梯度—聲線跟蹤法，但參考深度的要求相對苛刻；3誤差修正法的計算精度相對前兩者稍差，但也能滿足IHO的測深精度要求，且計算過程簡單；4精度最差的當屬常聲速—聲線跟蹤法，其計算過程也比較復雜。潮汐分析：潮汐分析亦稱潮汐調和分析，把任一海港的潮位變化看作是許多分潮余弦振動之和，根據最小二乘或波譜分析原理由實測數據計算出各分潮平均振幅和遲角的過程，即潮汐調和分析過程。根據觀測時間的長短，一般可將調和分析分為短期、中期和長期三類。潮汐分析方法：經典的潮汐調和分析有:Darwin分析法、Doodson分析法;現代潮汐調和分析多采用最小二乘分析法、傅立葉分析法和波譜分析法等。根據物理學有關原理可知，任何一種周期性的運動，都可以由許多簡諧振動組成。潮汐變化是一種非常近似的周期性運動，因而也可以分解為許多固定頻率的分潮波，進而求得分潮波的振幅和相位。潮流分析：潮流同潮汐一樣，起因于月亮和太陽等引潮天體的引力，與潮汐一樣，潮流也可表示為許多分潮流之和的形式。只不過為了分析和預報的方便，一般把流速w分解為向北和向東的分量，記為北分量u和東分量v；流向記為θ。深度基準面:定義在當地平均海平面之下,使得瞬時海平面可以但很少低于該面,在海道測量中比較常用的基準一般采用當地深度基準面,我國目前法定的深度基準面是理論深度基準面。常采用深度基準(起算面）:①海圖深度基準面(保守水深）;②平均深度基準面（平均水深）。垂直基準:陸地高程與海洋深度都需要固定的起算面，統稱這些垂直坐標的參考面為垂直基準。包括：高程基準和水深基準。高程基準：高程基準就是陸地高程的起算面，它通常取為某一特定驗潮站長期觀測水位的平均值一長期平均海面，即定義該面的高程為零，因此有參考面的意義。水深基準：海洋測量中常采用深度基準面。深度基準面是海洋測量中的深度起算面。不同的國家地區及不同的用途采用不同的深度基準面。平均海平面：平均海面亦稱海平面。某一海域一定時期內海水面的平均位置。是大地測量中的高程起算面，由相應期間逐時潮位觀測資料獲得，高度一般由當地驗潮站零點起算。計算方法：假如水位觀測是連續曲線y(t)，則T時間內的平均海面可表示為：一般情況下驗潮站的水位觀測值取為時間間隔為一小時的觀測序列，因此，實際計算時常用的方法是直接對一定時間周期（同時也近似地認為潮汐周期：如24小時、一個月、一年和多年等）的觀測值直接取算術平均。我國采用的1954年黃海平均海面基準和1985黃海高程系海圖深度基準面：定義在當地穩定平均海平面之下，使得瞬時海平面可以但很少低于該面。理論深度基準面：理論上可能的最低潮面。基準傳遞方法:水準聯測法,同步改正法和線性關系最小二乘擬合法.(推估短期和臨時驗潮站)水聲設備:換能器(聲電轉換器,起水聲天線作用),水聽器(接收信號),應答器(水聲聲標,可以接收和發送信號)定位方式：①測距定位方式：船臺發射機通過船底轉換器向水下應答器發射聲脈沖信號，應答器接受后即發回一個應答聲脈沖信號，接收機記錄兩信號的時間間隔，以此計算船至水下應答器間距②測向定位方式：船臺上除換能器外,還在船的兩側各安置一個水聽器。先由換能器發射詢問信號,應答器接受后,發射應答信號,水聽器和換能器均可接受。如果船首線在應答器正上方,信號相位差為零。水聲定位系統的工作方式：直接工作方式，中繼工作方式，長基線工作方式，拖魚工作方式，短基線工作方式，超短基線工作方式，雙短基線工作方式水下聲學定位系統的精確定位需要進行如下幾種改正：船姿態改正2水聽器基陣偏移改正3聲線曲率改正長基線系統包含兩部分，一部分是安裝在船只上或水下機器人上的收發器；另一個部分是一系列已知位置的固定在海底上的應答器，這些應答器之間的距離構成基線。實際工作時，它既可利用一個應答器進行定位，也可同時利用二個，三個或更多的應答器來進行測距定位。超短基線系統超短基線安裝在一個收發器中，組成聲基陣，聲單元之間的相互位置精確測定，組成聲基陣坐標系。系統通過測定聲單元的相位差來確定換能器到目標的方位(垂直和水平角度)。換能器與目標的距離通過測定聲波傳播的時間，再用聲速剖面修正波束線，確定距離。超短基線系統與短基線系統的區別僅在于，船底的水聽器陣，以彼此很短的距離(小于半個波長，僅幾厘米)，按直角等邊三角形布設而裝在一個很小的殼體內。它以方位—距離法定位。短基線系統：該系統的水下部份僅需要一個水聲應答器，而船上部分是安置于船底部的一個水聽器基陣。換能器之間的距離一般超過10m，換能器之間的相互關系精確測定，并組成聲基陣坐標系。系統的工作方式是距離測量。測量方式是由一個換能器發射，所有換能器接收，得到一個斜距觀測值和不同于這個觀測值的多個斜距值。短基線的優點是集成系統價格低廉、系統操作簡單、換能器體積小，易于安裝。短基線的缺點是深水測量要達到較高的精度，基線長度一般需要大于40米；系統安裝時，換能器需在船塢上嚴格校準。水深精度應理解為改正后水深的精度。水深精度主要取決于對影響水深值的系統誤差和可能的隨機誤差的估計精度。總傳播誤差由所有對測深有影響的因素所造成的測深誤差組成，其中包括：①與聲信號傳播路徑(包括聲速剖面)有關的聲速誤差；②測深與定位儀器自身的系統誤差；③潮汐測量和模型誤差；④船只航向與船搖誤差；⑤由于換能器安裝不正確引起的定位誤差；⑥船只運動傳感器的精度引起的誤差，如縱橫搖的精度、動態吃水誤差；⑦數據處理誤差等等。回聲測深儀:利用聲波在水中的傳播特性測量水體深度的技術。設時間為t,換能器吃水深D,水深H=0.5Ct+D。原理：聲波在均勻介質中做勻速直線傳播，在不同界面上產生反射，利用這一原理，選擇對水的穿透能力最佳、頻率在1500Hz附近的超聲波，在海面垂直向海底發生聲信號，并記錄從聲波發生到信號由水底返回的時間間隔，通過模擬或直接計算，測定水體的深度。過程:安裝在測量船下的發生換能器,垂直向水下發射一定頻率的聲波脈沖，以聲速C在水中傳播到水底,經反射或散射返回,被接收機換能器所接收。組成：發電機，接收機，發射換能器，解說換能器，顯示設備，和電源部分。3.側掃聲納：將轉換器向船的一側傾斜,形成扇形測區覆蓋,其水平波束寬度很窄(1°-2°),垂直平波束寬度很寬(40°左右),以這樣的波束對海底掃描。原理：利用回聲測深原理探測海底地貌和水下物體的設備。其換能器陣裝在船殼內或拖曳體中，走航時向兩側下方發射扇形波束的聲脈沖。波束平面垂直于航行方向，沿航線方向束寬很窄，垂直于航線方向較寬。工作時發射的聲波投射在海底的區域呈長條形，換能器陣接受來自照射地區各點的反射信號，經放大、處理和記錄，在記錄紙上顯示海底圖像。回波信號強的目標圖像較黑，照不到的影區圖像很淡。根據影區的長度可以估算目標高度。目的:①大洋底勘探;②海底地貌和底質探測。海底地貌的探測通過海底地貌