gps+测深仪在向家坝工程中水下地形测量

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1、GPS+测深仪在向家坝工程中水下地形测量　　摘要：本文阐述了GPS-RTK技术水下地形测量原理，通过工作实践介绍GPS-RTK技术在向家坝工程水下地形测量中的应用，对影响水下地形测量精度的因素进行分析，并提出相应的解决办法。关键词：GPS；RTK；水下地形测量中图分类号：P228.4文献标识码：A一、概述向家坝水电站位于金沙江下游，是金沙江梯级开发的最后一级电站。坝址位于向家坝峡谷出口处，左岸为四川省宜宾县安边镇，右岸为云南省水富县。电站设计正常蓄水位380.00m，最大坝高162m，总装机容量640万kW。河流大体自西向东流，河谷形态呈不对称的“U”型，底宽500m左右。长年

2、枯水位266.50m，水面宽度160～300m。根据工程进展要求，我们先后对坝址处的水下地形、新滩坝码头、二狮岩码头、重件码头、三块石码头、烧瓦溪码头、引水渠和泄水渠、横江桥等水下地形进行了测量。为航运安全；码头选址、扩建；引水渠和泄水渠淤沙淤积监测；提供了真实、可靠的水下地形数据。二、RTK定位技术以及水下地形测量的工作原理RTK(Real-Time7Kinematic)定位技术是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。RTK技术的工作模式是在已知点上架设基准站，接受机助电台将其观测值及坐标信息，发送给流动站接收机，流动站接收机通过电台（数据链）接受来自基准站的数据，同时

3、还要采集GPS观测数据，在系统内形成载波相位差分观测方程,采用卡尔曼滤波技术,在运动中初始化求出整周模糊度。并进行实时处理，求得其三维坐标（X，Y，Z），精度可达厘米级。水下地形测量的原理是应用RTK技术进行平面定位，数字式回声测深仪测量水深，由水面水位或用无验潮模式得到的高程，即可得到水底的高程。三、用于水下地形测量的主要设备1、基准站设备LeicaRX1200GPS,无线电信号调制解调器，无线电发射天线，12V蓄电池瓶，用于电池、控制器、传感器、无线电信号调制解调器之间连接的电缆，三脚架等。2、流动站设备测船、LeicaRX1200GPS,无线电信号调制解调器，无线电发射天

4、线，12V蓄电池瓶，中海达HD-28数字化回声测深仪，用于电池、控制器、传感器、无线电信号调制解调器以及测深仪之间连接的电缆等。3、软件设备7中海达HD-28测深仪机载软件以及SCS2004多用途数字测绘与管理系统。四、作业过程1、测量前的准备工作（1）进行测区实地踏勘，选定GPS基准站，掌握测区内的水文、气象、航运等资料。（2）与当地海事部门联系，办理相关水下地形测量手续，根据水流大小，确定测船功率。（3）编写水下地形测量技术设计书。（4）通过测区已知点求得WGS84坐标与地方坐标的转换关系（七参数）。（5）根据测图比例及精度要求，实测测区内水边线，绘制计划测线。（6）建立任

5、务，设置好坐标系、投影、七参数、一级变换以及图定义等相关参数。2、外业测量数据采集（1）架设基准站，连接好各项端口，并正确输入其三维大地坐标（或地方坐标），基准站的坐标精度要可靠准确，要选择卫星信号比较好的时段观测和避免信号干扰，并确保流动站在有效的信号辐射范围内，保证数据传输链稳定可靠。7（2）在测量船上将各种设备连接好，GPS接收机无线必须与测深仪换能器固定安装在同一垂线上，并尽量保持垂直。这样能有效解决由于负载、航速、航向、水流、风力等影响而造成的测量船吃水变化带来的误差。打开GPS以及测深仪，调入计划线，输入吃水深度（根据实测水深和对比水深确定声速，此项工作需重复几次，

6、直到测深仪显示的水深与现场同步测量的水深值相等或相符），即可进行定位和测深数据的同步采集工作。在测深仪主界面下，可见测量船在计划测线上行驶，若测船偏离计划测线，可指挥测船进行方向校正，使其按预定的方向行驶，直至完成指定区域的作业任务。（3）在水下地形测量开始后，如选择验潮模式作业，岸边必须架设全站仪进行水位高程的测量，用于内业处理数据时进行水深改正。3、内业数据处理主要是完成数据资料的整理编辑、生成数据文件、注记高程点、绘制等高线，最终生成水下地形图。7首先，将原始采集资料输入（*.SS），输入后可根据水深编辑图，编辑、修改不正确或异常的水深资料（如卫星失锁时的无效记录和测深值

7、有异常变化的记录）后生成（*.SS1）文件，完成后根据成图要求的密度筛选编辑成需要的文件（*.HTT）。然后再选择水深改正，改正方案有三种选择，根据测区长度、流量、高差等因素决定。批量水位改正后，将水深资料生成绘图数据文件。数据文件可编辑成SCS2004多用途数字测绘与管理系统的数据格式或南方CASS5.0格式，然后在绘图软件中完成展点、生成三角网、等高线的绘制等，输出水下地形图。五、通过水下地形测量技术研究，发现并解决了以下问题：（1）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