gps-rtk联合测深仪在水下地形测量中应用

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1、GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中应用　　摘要:水下地形测量具有测量隐蔽、精度控制难度大等特点，因此，对其测量技术的要求较为严格。本文就介绍了GPS－RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用，阐述了利用GPS－RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本实施步骤，并通过结合工程实例，对项目实施、数据比较等做了深入研究，为类似工作的应用进行提供参考。关键词:GPS－RTK；测深仪；应用；原理中图分类号：S932.9+15文献标识码：A文章编号：随着科学技术的发展，GPS－RTK技术已经得到了广泛的应用，虽然这种技

2、术具有测量速度快，精度高等特点，但是这种无验潮模式下的测量方法还无相关规范和技术标准，所以在与测探仪联合应用中，就要注意其工作的实际情况，从而探究出其是否能满足相关规范要求。本文通过无验潮和传统验潮两种模式下水下地形测量的原理和两种模式下水深测量的数据进行分析，得出该技术在水下地形测量两种测量模式中均能满足相关规范要求。1水下地形测量的原理9水下地形测量包括两部分:定位和水深测量。就目前的水下地形测量的主流技术而言，定位采用的是RTK(Real－timekinematic)实时动态差分法，而水深测量采用的是回声测深仪的方法。这样

3、就可以确定水底点的高程:Gi=H－(D+ΔD)(1)式中:Gi为水底点高程；H为水面高程；D为测量水深；ΔD为换能器的静吃水。在观测条件比较好的情况下，考虑RTK具备比较高的高程确定精度，同时严格考虑船姿的影响，无验潮模式下的水底点高程可通过下式确定:Gi=H－D－h－Δa(2)式中:Gi为水底点高程；H为GPS相位中心的高程(通过RTK直接确定)；D为测量水深；h为GPS接收机天线相位中心距换能器面的垂距；Δa为姿态引起的深度改正。2GPS-RTK联合测深仪水下地形测量的基本作业步骤水下地形测量作业系统主要由GPS接收机、数字

4、化测深仪、数据通信链和便携式计算机及相关软件等组成。测量作业流程大体分三步来进行，即测前的准备、外业的数据采集和数据的后处理。2.1测前的准备（1）布设GPS观测网GPS网形设计与控制点分布有关,为使整个网形的点位中误差值能够均匀,观测网的网形最好能依控制点分布设计。测区平面控制点分布:9观测网测区内最好有至少3个已知控制点分布在测区外围的4个象限,若已知控制点位于测区外面,则测区外缘与该已知点的距离最好不要超过20km;测区高程控制点分布:监测网网状测区内在每10×10(km)范围内需有4个已知水平点作为控制点,且分布于测区周

5、围;线状测区内最好有至少4个已知控制点分布在测区之两端及中央。（2）求转换参数①在测区附近选择4个已知控制点然后将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WGS－84坐标)后设置为基准站。②将GPS移动站分别架设在已知点B、C、D上进行联测，同时设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔、观测时间、卫星截止高度角、PDOP值等，关闭转换参数和七参数后，通过联测获取该点的固定解(WGS－84坐标)。③通过A，B

6、、C、D三点的WGS－84坐标及当地坐标，采用随机提供的数据处理软件进行基线解算与网平差从而求得转换参数。（3）创建工程9根据工程向导设置好工程基本信息(包括工程名称、施工日期、工程负责人等)、投影参数、转换参数、GPS－RTK和测深仪的仪器型号连接端口配置以及数据采集条件和记录数据文件名称等。（4）计划线布设布设计划线一般是在作业前，用常用软件AUTOCAD设计好计划线，生成*.dxf文件，直接导入程序里边。布线结果如图1所示。图1布线结果图2.2外业的数据采集①架设基准站在求转换参数时架设在基准点上，且坐标不变。②将GPS接

7、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、接收机数据格式、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，软件会自动按照指定方式采集和存储数据，并在航行轨迹上留下采点标志，如图2所示。图2航迹图2.3数据的后处理9数据后处理是指利用相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(如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。数据的后处理一般包括水深采集取样处理、验潮站数据输入、数据的综合改正等内容。1)水深采集取样处理采集水深取样的

8、目的是:①修改有问题的原始测量水深值。②按设定的取样方式和取样间隔，取出需要的坐标和水深数据。2)验潮站数据输入输入验潮站的平面坐标和水位数据。需要注意的是验潮站验潮数据的时间段一定要包含采集数据的时间段。无验潮模式下不进行此处理。3)数据的综合改正与输出数据的