RTK GPS技术在水深测量中的应用初探.doc

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1、RTKGPS技术在水深测量中的应用初探摘要：本文主要介绍了应用RTKGPS技术进行水深测量的基本方法、思路及一些注意事项，在水深测量中使用RTK技术越来越得到成熟而广泛的应用。关键词：RTKGPS水深测量　　一、引言　　RTK技术在陆地测量和放样的应用中已经比较成熟，在海洋测量和海洋工程中的应用也已经兴起。以往的水深测量多采用交会定位，故测量工作受气象的影响较大，精度难以保证，测量工作难度大，外业测量人员也很艰苦，且成图时间长。使用GPS技术后，这些困扰水上测量工作的问题就迎刃而解了。随着GPS技术的不断发展，特别是RTK技术的出现，使得水上测量可以

2、采用GPS无验潮方式进行工作（RTK方式）成为可能。大大减少了测量人员的劳动强度，自动化程度高，省工省时，精度高，全天候，提高了工作效率，使工程变得更经济。　　二、无验潮水深测量的理论基础（基本原理）　　如图A所示，h为测深仪探头吃水线到GPS天线的高度，Z0为设定吃水，Z为测得的水深度。Zm为绘图水深，H为RTK测得的高程。则：　　水深水位=H+h　　Zm=Z-水位=Z-(H+h)（1）　　当水面由于潮水或者波浪升高时，H增大，相应地Z也增加相同的值，根据（1）式，Zm将不变。因此从理论上讲，RTK无验潮测深将消除波浪和潮位的影响，是一种理想的水上

3、测量方法。　　三、水深测量的基本作业步骤　　水深测量的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式计算机及相关软件等组成。测量作业分三布来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。　　1、测前的准备　　1.1求转换参数4　　(1)将GPS基准站架设在已知点A上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，关闭转换参数和七参数，输入基准站坐标（该点的单点84坐标）后设置为基准站。　　（2）将GPS移动站架设在已知点B上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔，关闭转

4、换参数和七参数后，求得该点的固定解（84坐标）。　　（3）通过A、B两点的84坐标及当地坐标，求得转换参数。　　　　1.2建立任务，设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。　　1.3作计划线。如果已经有了测量断面就要重新布设，但可以根据需要进行加密。　　2、外业的数据采集　　（1）架设基准站在求转换参数时架设的基准点上，且坐标不变。　　（2）将GPS接收机、数字化测深仪和便携机等连接好后，打开电源。设置好记录设置、定位仪和测深仪接口、接受机数据格式、测深仪配置、天线偏差改正及延迟校正后，就可以进行测量工作了。　　3、数据的后处理　　数据后处理是指利用相

5、应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，形成所需要的测量成果——水深图及其统计分析报告等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。　　四、影响水深测量精度的几种因素及相应对策　　在实际的使用无验潮方式进行水深测量时，测量结果精度会由于船体的摇摆、采样速率、同步时差及RTK高程的可靠性等因素造成的误差的影响，这些误差远远大于RTK定位误差，从而成为无验潮方式水深测量精度提高的瓶颈因素。　　4.1船体摇摆姿态的修正　　船的姿态可用电磁式姿态仪进行修正，修正包括位置的修正和高程的修正。姿态仪可输出船的航向、横摆、纵摆等参数，通过专用的的测量软件接入进行

6、修正。　　4.2采样速率和延迟造成的误差4　　GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTKGPS都可以最高输出率达20HZ，而测深仪的输出速度各种品牌差别很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。对于这项误差可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。　　4.3RTK高程可靠性的问题　　RTK高程用于测量水深，其可信度问题是倍受关注的问题。在作业之前可以把使用RTK测量的水位与人工观测的水位进行比较，判断起可靠性，实践证明

7、RTK高程是可靠的。为了确保作业无误，可从采集的数据中提取高程信息绘制水位曲线（由专用软件自动完成）。根据曲线的圆滑程度来分析RTK高程有没有产生个别跳点，然后使用圆滑修正的方法来改善个别错误的点。　五、作业时应该注意的若干问题　　5.1有关基准站的问题　　（1）因为RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机。所以：　　a.电台天线要尽量高。如果距离教远，则要使用高增益天线；否则将影响到作业距离。　　b.电源电量要充足，否则也将影响到作业距离。　　

8、（2）设站时要限制最大卫星使用数，一般为8颗。如果太多，则影响作业距离；太少，则影响RTK初始化。　　（3）