文档介绍：RTK 技术在水下地形测量中的应用□广东正方圆咨询公司张子林摘要:简要介绍了利用 GPS RTK 技术测定水下地形的基本原理和工作流程以及影响测量精度的关键因素。关键词:GPS RTK 航道测量水下地形测量 1引言 GPS 技术的出现,带来了测量方法的革新,在大地控制测量、精密工程测量及变形监测等应用中形成了具有很大优势的实用化方案。尤其是 GPS RTK 技术能够在野外实时得到厘米级定位精度,为工程放样、地形测图、地籍及房地产测量、水下地形测量等带来了新的作业方法,极大地提高了野外作业效率,是GPS 应用的里程碑。特别是利用 RTK 技术进行水下地形测量,效率提高更明显。 2RTK 技术的基本原理 RTK 技术始于 20世纪 90年代初,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。如图 1所示,RTK 技术的工作模式是在已知点上架设基准站,接受机借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。 3水下地形测量原理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 GPS 差分定位模式,而水深测量采用的是回声测深仪的方法。这样就可以确定水底点的高程: ) (DDHG i????(1) 式中, iG 为水底点高程,H 为水面高程,D 为测量水深,D?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: ahDHG i?????(2) 式中,H 为 GPS 相位中心的高程(通过 RTK 直接确定),h 为 GPS 接收机天线相位中心距换能器面的垂距, a?为姿态引起的深度改正。 4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。测量作业分三步来进行,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。测前的准备 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 7参数,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,关闭转换参数和 7参数后,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。、投影、一级变换及图定义。 ,但可以根据需要进行加密。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。数据的后处理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——水