浅析RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用.doc

浅析RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用VA翳【技术应用】浅析RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用武宜壮(江苏省水文水资源勘测局连云港分局江苏连云港222000)摘要:主要是结合实际工作中的体会来进行GPS结合测深仪的水下地形测量模式的探讨.关键词:GPs测量;CORS;测深;断面中图分类号:P2281文献标识码:A文章编号:1671-7597(2011)0520154一O10引言在水利建设过程中,无论是新开挖河道还是对原有河道进行疏浚整治,都需要进行断面测量.传统的断面测量主要方法有断面索法,交会法法等,水深测量方法主要有测深秆法,测深锤法等.这些方法都受距离,通视,通讯等条件的影响,不仅工作效率低下,而且定位精度也不高.同时由于受水流的影响,很难保证测量船的直线前进.这些因素都导致断面测量的质量不高,进而影响到利用这些断面计算工程量的精度.随着全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem,简称GPS)技术的应用与普及,GPS(RTK)法已成为目前断面测量的主要方法,利用动态GPS可方便的进行测船的定位,并指示测船的航向,定位和测深数据可进行自动记录,并可输入到计算机进行后处理,测量的工作效率得到了极大的提高.1RTK测量原理要想进行高精度的GPSN量就必须采用载波相位观测,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地获得达到厘米级精度的测站点定位结果.RTK测量时,基准站将观测值和测站坐标信息通过数据链发送给流动站.流动站通过数据链接收来自基准站的数据,同时采集GPS观测数据,由于两台同时工作的GPS接收机接收的信号具有共同的误差特性,在差分观测值解算的过程中,这些公共误差将被消除,可得到厘米级定位结果.目前,江苏已使用网络RTK,即江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统(JiangsuContinuousYoperatingReferenceStations,JSCORS),通过在全省及周边范围内建设或共享若干个GNSS连续运行参考站,在江苏省内建立一个高精度,高时空分辨率,高效率,高覆盖率的全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatet1iteSystem,GNSS)综合信息服务网.这极大的延伸了作业距离,提高了效率.2溯深仪测量原理回声测深仪是一种适用于江河湖泊,港口码头,海洋的水下断面和水下地形测量等水域的水深测量仪器.回声测深仪的工作原理是根据超声波能在均匀介质中匀速直线传播,遇不同介质面产生反射的原理设计而成的.测深时将超声波换能器放置于水面下一定位置,换能器到水底的深度可以根据超声波在水中的传播速度和超声波信号发射出去到接收回来的时间间隔计算出来.R丁K结合超声波测深仪测定水下点坐标和高程的方法,就是将GPS流动站天线安装在测深仪换能器的正上方,保证GPS定位点与水下点在一条铅锤线上,获得待定点的坐标.河底高程则由GPs测的高程减去测深仪测得待定点的水深,fiPHi=H(h+hp),式中,Hi为河底高程,H为水面高程,h为换能器吃水深,hp为换能器底部到河底的水深.这样即可确定待定点的坐标和高程.3RTK结合测深仪在善后河河道断面测量中的应用31工程概述根据善后河河道整治工作的需要,对连云港境内的善后河进行了地形及河道横断面测量.河道长约50km,水面宽约180m,河道最深出约4.5m.整条河道两侧大堤及滩地大部分都是树林,通视条件极差,如果用传统的断面测量方法,难度很大,且成果质量难以保证.基于此,决定采用RTK结合测深仪进行河道断面测量.3.2仪器设备一本次测量使用的GPS为由美国Trimble公司生产的5800一套.中海达公司生产的HD一27TU深仪一台套.3.3测前准备1)求转换参数由于前期已进行河道地形测量,测区周围搜集到4个江苏省C级网点,沿河道每隔2km左右共布设了20个E级GPS静态点.用CORSE级点上实测WGS84坐标,求得测区的坐标转换七参数.2)计划线调入首先在地形图上根据已测岸上断面线布设水下断面线并将断面线以DXF格式保存,然后在测深仪随机携带的测量软件里调入布好的计划线,供外业测量时测量船航行使用.3.4外业数据采集首先安装好测量设备,确保GPS天线在换能器的正上方,量取换能器吃水深.然后启动GPS接收机并连接一ECORS,在测深仪的测量软件了设置好GPS与测深仪连接参数,使得GPS天线和换能器的平面位置一致.最后,在测深软件中设置吃水深等参数,使得测得的高程即为水面高程.测量时RTK和测深仪都处于实时工作状态,测量船沿着显示器上计划线所行驶过的航迹和水深都实时显示并自动记录,在测量软件里设置为每隔lm采集一个水深点,这样既保证了航向正确同时也保证了测量数据的准确性.3.5内业数据整理将外业铡侍的数据导入电脑,用测深仪随机携带的数据处理软件采集断面数据并用水面高程减去水深得到河底高程,最后转换成所需要的数据格式.在外业测量时,由于受水草等悬浮物的影响,使得换能器发出的信号出现错误,所测水深与实际严重不符,应剔除在检查确认无误后,方可进行展点等断面的后续处理工作,最终生成断面图.4结论GPS结合测深仪测水下断面及水下地形方法,具有定位精度高,测深准,定位和测深同步完成,不受天气,通视,作业距离等条件影响,可进行全天候作业.同时在整个测量过程中从外业数据的采集,记录到内业的数据处理,计算等工作都由电脑软件自动完成,无需人工参与,避免了人为错误的产生,大大提高了工作效率和成果的质量.值得注意的是,在测量时各种参数的设置应确保正确,以免出现错误:换能器应牢固的固定在船上,严禁晃动;若河道中水草等漂浮物较多时,应时刻注意换能器