GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用（通用14篇）

篇1：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

文章结合实例介绍了采用GPS RTK技术与数字测深仪组合的方法对水下地形进行测量的.工作原理及外业数据的采集过程,从实践中总结出GPS RTK技术给水下地形测量带来了巨大的技术变革,不仅提高了测量精度,而且提高了效率和成本,为水下地形测量开辟了新天地.

作 者：曾嘉 作者单位：葛洲坝股份有限公司测绘工程院,湖北,宜昌,443002刊 名：中国高新技术企业英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年，卷(期)：2009“”(17)分类号：P228关键词：GPS-RTK 数字测深仪 水下地形测量 数据采集 基准站

篇2：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

GPS-RTK技术在地形测量中的应用

介绍RTK控制测量的工作原珲、作业模式以及坐标转换参数的求取,根据具体实例对RTK图根点的.实测精度检测结果说明RTK不仅能够达到1:1000比例尺地形图图根平面及高程控制测量的精度要求,而且利用其进行野外碎步点数据采集能大大提高大比例尺地形图的测图速度.

作 者：许志强 曹录 作者单位：河北省迁安市规划局测绘队,河北迁安,064400刊 名：中国科技博览英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW年，卷(期)：“”(28)分类号：P2关键词：RTK技术 图根控制测量 坐标转换 数据处理 载波相位 地形测量

篇3：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

1.1 工程概况

拉浪水电站位于广西河池市境内,坝址下游11 km处为宜州市拉浪乡。水电站始建成于1970年,是龙江河综合开发利用的第八个梯级电站,总装机容量5.1万kW,兼具通航、灌溉、防洪功能。拦河坝坝顶高程约179.8 m,上游正常蓄水位为176.3 m,下游水位在145.4 m左右。上游两岸山坡以土质地貌为主,表面为植被和作物覆盖,下游河床及护岸基本完整,左岸护坡局部崩塌,石质斜坡有风化迹象。为了解坝区水下地形变化,对坝下冲刷和水下地形进行测量,为分析水库淤积和冲淤变化提供资料依据,确保枢纽安全运行。

1.2 坝区地形地貌特点

拉浪水电站坐落于龙江河中游的峡谷河段,位于宜州市的核心旅游胜地金浪湾景区,坝区属于高山地形,地势高低悬殊,坝区下游两岸为峡谷地貌。测区上游为丘陵,林木茂盛。坝上()+7O0 m至坝下0+300 m,两岸边190 m高程下为测量作业区域。测区内上游右岸为陡峭高山,左岸丘陵地势较平缓,下游右岸河床露出部分多为礁石堆,整个测区呈东西走向,水流方向自西向东。

1.3 已有资料分析

查看宜州水力发电厂提供的2000年勘测坝区地形图,大坝两端各有一个北京54坐标系下控制点。此外,经过现场踏勘,在坝下左岸泄水闸门处找到1个国家二等水准点,且标志护盖完好。该水准点采用黄海高程基准。该水电站有2个平面控制点和1个二等水准点,满足首级E级GPS控制网布设要求。

2 GPS控制网的建立

2.1 布设原则

控制网网型设计按照优化设计的原则,采用独立观测边构成闭合三角形,以增加检核条件。控制点处尽量保证地势开阔、交通便利,且需与测区原有控制网连接,每点保证有2个以上观测方向。

2.2 观测方案

静态GPS控制采用中海达HD8900RTK (1+1)双频差分机,以及HD8200B、HD8200X单频静态机各一台,组成静态GPS测量系统。作业时在各个控制点安置GPS接收机,静态模式下,保证有4颗以上的卫星,同步观测2 h以上。

碎步测量及水下地形测量采用R,TK技术,即在静态作业结束后,根据内业解算控制点坐标,在已知点安置参考站,流动站采集实时差分数据,组成RTK测量系统。

2.3 精度指标

根据《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314-2001)和休利水电施工测量规范》(DLUT 5173-2003),为满足工程需要,首级静态GPS控制网点位中误差应小于2 mm,高程控制点点位中误差小于5 mm。

本次测量采用中海达Hitarget V8 GPS接收机,静态模式下标称精度为±5 mm+1 ppm×D,作业半径小于30 km。其RTK模式下标称精度为:平面为±(2 cm+2 ppm),高程为±(3 cm+2 ppm),作业距离小于10 km。

2.4·静态作业

经过实地踏勘后,根据测区实际地形分布情况,布设了4个GPS控制点。其中,在宜州市金浪湾宾馆门前布设了L1点,选取大坝两侧已知点为控制网的L2、L3点,选取下游泄水闸门口上水准点为L4点,4个点构成测区的静态GPS控制网。详见图1。

3 数据处理和精度评定

3.1 基线向量解算

首级GPS控制网测量数据采用HI-Target GPS 2003数据处理软件,外业观测结束后,将导出数据转换为Rinex格式,进行基线数据预处理。处理原则为:尽量采用观测时间大于900 s的观测基线,优先选择基线向量中卫星信号较好的通信数据,必要时剔除不合格基线。待全部基线通过后,导入软件中进行基线向量解算。

基线向量的平差计算主要采用双差观测值,即将2个测站的原始观测值分别在测站和卫星间求差后得到的观测值。平差计算时分3个阶段进行:第一阶段进行初始平差,解算出整周未知参数和基线向量的实数解或浮动解;第二阶段将整周未知数固定成整数;第三阶段将确定的整周未知数作为已知值,仅将待定的测站坐标作为未知参数,再进行平差解算,求出基线向量的最终解——整数解(固定解)。基线处理时要顾及各时段中信号间断引起的数据粗差,劣质观测数据的及时发现删除,星座变化引起整周未知数的增加等因素,进一步消除传播延迟改正,以及接收机钟差重新评估等问题。

3.2 控制网平差计算

在基线向量解算合格后进行网平差计算,网平差计算按照如下步骤进行。

3.2.1 提取基线向量,构建GPS基线向量网

进行GPS网平差,首先必须提取基线向量构建GPS基线向量网。若选取了不是相互独立的基线,则平差结果会与真实不相符。所选基线应当构成闭合的几何图形,剔除质量不好的基线向量,使参与解算的异步环的边数尽可能少。

3.2.2 三维无约束平差

在构建的GPS基线向量网基础上进行三维无约束平差,根据无约束平差成果,判断在构成的GPS网中是否存在粗差基线,如发现应及时处理,调整各基线向量观测值的权,使构网的基线向量相互匹配,满足要求。

3.2.3 约束平差/联合平差

完成三维无约束平差后,在三维空间/二维空间进行约束平差/联合平差,引入已知水准点L4点高程,采用L2、L3点坐标作为起算基准,进行二维约束平差,得到最终控制成果。为检核起算基准,用Leica 702全站仪复测L2、L3基线长度,检验起算方位。结果表明起算边角度、方位和长度与解析成果的吻合,确定起算基准无旋转、偏移,由此方可由此参与约束平差。

3.3 控制测量成果表(见表1、表2)

注:*****为系统已知数据

3.4 精度评定

静态GPS网无约束平差,平面点中误差最大为2.2 mm,高程最大误差为3.7 mm,约束平差平面点位最大中误差为2.2 mm,高程最大中误差为47.1 mm。以上误差均在E级GPS控制网规定的限差范围内,静态控制平差结果满足E级GPS网的基本技术规定。

4 RTK布置断面和水下地形测量

4.1 RTK工作原理

RTK作业为一个基准站联合一个或多个流动站作业模式,根据测区位置及最新的星历预报,选择卫星数量多、通信信号质量好的观测时段。在控制测量结束后根据平差后的坐标,解算精确的转换参数后设置基准站,基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号(或载波相位差分改正信号)发射出去,流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号,在这2个信号的基础上,流动站上的固化软件就可以实现差分计算,从而精确地测定出基准站与流动站的空间相对位置关系。

4.2 测量断面布置

布置断面要有利于不同时期数据的比较,应对水库库容分析,了解泥沙淤积分析库容,防洪排沙,优化调度方案等方面都有利,同时还要方便作业。现场作业时,在溢流坝上游700 m范围内,断面间隔50 m;坝下300 m范围内,断面间隔20 m。在河道两岸布置断面桩,并注记。

4.3 水下地形测量

平面水下地形测量,主要采用GPS-RTK进行定位,遇到卫星信号失锁区域则采用Leica TC702型全站仪进行极坐标定位。水较深时则采用无锡SDH-88型测深仪进行测量。GPS及测深仪与笔记本电脑通过传输数据线连接,采用Haida海洋5.0海洋测量软件将水深及GPS-RTK平面定位数据联合处理,即实行水深及定位的数字化自动采集。

5 提高精度的方法

进行水下地形测量时,为保证测深点的成果质量,应选择在卫星信号质量较好且风浪小、电站枢纽下泄流量较小的时段作业。由于邻近大坝泄水区域水流动力不稳定,使船体容易上下升沉、纵横摇摆,以及风力等客观因素,将影响测深点位和深值,导致测量资料与实际地形有偏差。对此,笔者总结以下是几点体会。

(1)测量船进行水深测量时,如果移动站天线相位中心与测深仪换能器发射中心不在同一铅垂线时,测深点需要重新进行天线偏心改正。

(2)受行船速度影响,测深仪测深频率与RTK采样速率不同步,平面定位与测深记录不匹配,测深点还应进行相应改正。

(3)对传统水下地形测童中吃水深度必须进行实时修正,若将GPS天线的起算基准直接取自测深仪探头,可消除行船吃水深度变化的影响。

(4)采用RTK技术联合数字测深仪联测,实现水下地形数字化自动采集,在水下地形测量中减小了人为误差,提高了测量精度,在水电站水下地形测量中值得推广。

参考文献

[1]杨珏,江明新,卢恒平,等.龙江河拉浪水电站大坝下游河床冲刷和水库淤积测量报告[R].南宁:广西水电科学研究院,2009.

[2]徐绍铨,等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998.

篇4：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

GPS-RTK；测深仪；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与测深技术，组成GPS-RTK和测深仪联合作业系统进行水下地形测量，在实际海洋勘察中取得了显著的效果。

2.信标机的基本原理

信标机是可以自动选择信标台的双通道接收机，集无线电信标接受和载波相位接受与一体，定位无需投资基准站设备，即可实现导航与测量，并不受地域限制提供亚米级差分定位精度，但其有自身的不足，不可以实时测定其位置的高程，其高程采用验潮的方法来修正和确定，在实际应用中，验潮的时间间隔长短与数据误差成正比。验潮的误差源主要有三个方面：目测的误差；测量船在风浪作用下的升降位置⊿h不均匀造成的高程误差；潮位改正，为了正确的表示海底地形，需要将瞬时海面测得的深度，计算至平均海面、深度基准面起算的深度，这一归算过程称为潮汐改正。在验潮站的作用范围内，瞬时水面的潮汐可通过诸验潮站的潮位观测值内插获得，即潮汐内插。回归法内插潮汐实质上是将潮汐的瞬间变化看作时间的多项式函数T（t），利用N个观测间隔⊿t的潮位观测值内插出N⊿t时段的潮汐变化曲线，该曲线即反映了该时段潮汐变化的特征。其解决办法为：多人多次进行观测，取平均值，测量的船的前行速度在一定范围之内并保持匀速，方可减小系统误差和偶然误差。因信标仪的定位精度不高、验潮的精度差和比较烦琐而显得不足。GPS-RTK技术出现后取代了信标机位置。

3.RTK技术的基本原理

GPS技术始于20世纪90年代初，先是静态GPS定位，21世纪初发展出动态GPS定位，即GPS-RTK系统。该系统是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。其系统主要由基准站、流动站和数据传输系统三大部分组成。在RTK工作过程中，选择已知控制点或支点作为参考点，并在其上架设RTK基准站，连续实时接收全球定位系统（GPS）卫星信号。在RTK流动站，要先进行设备初始化，待完成整周模糊度的搜素求解获得窄带固定解后，再进行RTK作业。工作中，RTK基准站将测站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等信息通过数据链将其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卫星载波相位信号数据，通过系统内差分处理，采用卡尔曼滤波技术，在运动中初始化求出整周模糊度，流动站点位坐标与基准站间的坐标差（⊿x，⊿y，⊿z）等信息，由此可获得流动站点在基准站坐标系统下的坐标值。最好通过坐标转换和参数转换等计算，得到流动站站点在所需坐标系统下的三维坐标（X，Y，Z），精度可达厘米级。

4.测深仪技术及水下地形测量的原理

测深仪技术多采用回声测深原理，即采用声波在不同介质中的传播的速率不同，并且在两种不同介质界面出会产生反射的原理。由测深仪换能器发射的电磁波，在海水中传播，遇到海底介质时，由于介质发生了改变，必然会引起电磁波反射，经海底表面反射的电磁波，再有换能器接受，通过计算换能器连续两次发射、接受电磁波的时间差，经过相应的数学模型计算，就可获得电测波在水中传播的距离，从而获得相应的水深值h深。測深仪换能器向水底发射的脉冲信号是垂直于换能器平面的，因此换能器只有处于水平位置才能精确的测定换能器到水底的真实水深值，在简化模式下，水深值的计算可采用如下计算公式：

h深=c⊿t/2式中，c为声波在水中的传播速率。

水下地形测量包括两部分:定位和水深测量。传统海洋测量多采用信标机+测深仪模式，该模式的原理是用信标机定位、测深仪测水下深度、用潮水校正高程。目前采用GPS-RTK差分定位、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：

=深+） （1）

式中，为水底点高程，为水面高程，为测量水深，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：

= （2）

式中，为GPS相位中心的高程（通过RTK直接确定），为GPS接收机天线相位中心距换能器面的垂距，为姿态引起的深度改正。

5.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。

A.测前的准备

a.求转换参数

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。

b.建立任务

设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。

c.作计划线

如果已经有了测量断面就不需要重新布设，但可以根据需要进行加密。

B.外业的数据采集

架设基准站在求转换参数时架设的基准点上，且坐标不变。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。

C.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。

6.影响水深测量精度的几种因素及相应对策

在实际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、RTK与测深仪采集数据同步时差及RTK高程的可靠性等因素造成的误差的影响。

A.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，通过专用的测量软件接入进行修正。在实际作业中高速行驶的船体左右摇摆较轻微。

B.RTK定位数据与测深数据不同步造成的误差

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RTK方式下GPS输出率都可以高达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。

C.吃水改正

吃水改正包括静态吃水和动态吃水。根据换能器相对船体的位置，换能器可按照几何关系求解。动态吃水就是要确定作业船在静态吃水的基础上因航行造成的船体吃水的变化。这种变化有时也称作航行下沉量，它受船只负载、船型、航速、航向和海况等诸多因素的综合影响。通常采用霍密尔公式计算船只动态吃水。

该公式较好的反映了船体航行下沉量（△D）與航速（v）、航道水深（D）的关系。其中K系数是由实测资料推算，按照船舶长（L）与宽（h）之比值为引数查取。

D.RTK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，判断其可靠性，实践证明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。

7.作业时应该注意的若干问题

A.有关基准站的问题

a.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:

电台天线要尽量高。如果距离较远，则要使用高增益天线，否则将影响到作业距离；电源电量要充足，否则也将影响到作业距离。

b.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。

c.如果不是使用7参数，则在设置基准站时要使Transform To WGS84 (转换到WGS84坐标系)处于off(关闭)状态。

d.如果使用7参数，则△X、△Y、△Z都小于€?00较好，否则重求。

e.在求转换参数前，要使参数转换和7参数关闭。

f.在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。基准站和移动站必须保持四颗以上相同卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。所以有时偶尔RTK没有固定解也是很正常的。

B.有关流动站的问题

a.解的模式要使用RTK Extrap (外推)模式。

b.数据链接收间隔要与基准站设置的发射间隔一致，都要为1。

c.如果使用海洋测量软件导航、定位，则:记录限制要为RTK固定解；高程改正要在天线高里去改正。

d.差分天线要尽可能的高。

C.关求转换参数的问题

已知两点在测程及测区内要尽量远。同时，这两点不能在同一条经线或同一条纬线上。

8.结束语

利用RTK技术进行水下地形测量，在大面积开阔地区具有巨大的优势，使得水下地形测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效、经济，可以全天候实施测量工作，同时也提高了测量精度。但在障碍物遮挡严重的地区如部分陡峭峡谷区域可能因RTK信号问题不能完全取代传统测量方法，必须结合交会法或极坐标法才能取得理想的效果。2006年我公司在湛江港区域率先采用RTK-测深仪模式进行水下地形测量作业，效果显著。随着RTK技术的不断发展，其应用前景将更加广阔。

[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M]武汉:武汉测绘科技大学出版社.1998

[2]全球定位系统(GPS)测量规范[S]北京：测绘出版社.1992

[3]梁开龙.水下地形测量[M北京：测绘出版社.1995

篇5：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

由于在地形测量中小型灌木丛的影响,通视条件困难,为此我们将GPS时实动态测量应用到地形点的采集中,克服了通视困难,同时又解决了布设图根控制点的问题,提高了工作效率.

作 者：蔡连举 蔡汶良 作者单位：蔡连举(辽宁省有色地质局103队,辽宁丹东,118002)

蔡汶良(辽宁石油化工大学,辽宁抚顺,113000)

篇6：水下地形测量技术发展述评

回顾传统水下地形测量技术,重点介绍GPS技术、水声定位技术、多波束测量技术等的进展情况.

作 者：刘树东 田俊峰 LIU Shu-dong TIAN Jun-feng 作者单位：刘树东,LIU Shu-dong(中交天津港航设计研究院有限公司,天津,100027)

田俊峰,TIAN Jun-feng(中国交通建设股份有限公司,北京,100011)

篇7：水下地形测量技术分析论文

2.1无线电定位测量技术

通常情况下，该技术需要利用雷达台站、通讯卫星、接收仪等设备对空间三维位置进行分析和信号处理，获取水下地形的相关数据。在具体应用中，可以结合实际需要选用有源或无源定位方式，不同的定位方式使用的定位方法也存在差异。比如，前者可通过直接定位法、三角定位法、时差定位法实现，而后者通常只能通过辐射源辐射性能获取相关数据。将此技术应用于水下地形测量中，如果用于测距定位，则会受到作用距离和接收船数量的影响，只能保证近程定位的准确性;如果应用于测距差定位，则不仅可以降低对接收船数量的依赖程度，且可增大测程，但测量的精准性会严重下降。因此，在使用过程中要结合测量任务标准进行具体方法的选择。

2.2光学定位测量技术

受技术测量理论的影响，目前，该技术只能在视线可达到的地域进行测距。在具体测量的过程中，经纬仪、测距仪等均可以灵活选用。在获取测量数据后，通常情况下要结合前、后方交会法实现对地形的判断。但在实际应用中，后方交会工作要在陆地上布置大量的测量标志，且作用距离会直接影响测量效果，测量数据难以实现直接读取，所以，即使该技术的可操作性较强、测量仪器造价较低，但应用范围仍相对较小。

2.3GPS定位测量技术

该技术分为控制、空间、用户三个部分，前者包括接收监控站数据并对数据进行处理，确定卫星轨道参数的主控站、纠正卫星轨道错误信息，向卫星轨道提供有效指令的注入站、主控站提供数据。由此可见，该技术在应用过程中不仅可以获取水下地形测量的相关数据，而且可以对数据的准确性进行判断，所以，其测量的准确性和可靠性较为理想。

2.4深度定位测量技术

篇8：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

1.1 水下地形测量的重要性

随着工程建设的需要和工程开发, 越来越多的需要进行水下地形测量, 掌握规划、设计的资料, 为工程建设提供技术支撑。在水利建设中的河道、港口开发、水库库容复核等都要进行水下地形测量, 随着社会对海洋的开发利用, 海域测量同样越来越多。在水下地形测量中对质量要求同样越来越高, 这就需要在进行水下地形测量中使用新仪器、新技术, 来减轻工作人员的劳动强度。测量工作在防洪减灾中发挥重要作用, 具有很大的社会效益和经济效益。

1.2 GPS-RTK技术简介

GPS-RTK系统主要由基准站、流动站、数据通讯系统3部分组成。GPS-RTK是以载波相位观测量为依据的实时差分测量技术, 它实时地获得测站点在特定坐标系中的三维坐标。流动站是在获得固定解后接收基准站的数据, 能够迅速及时的获得所需点的坐标, 测量精度达到厘米级, 能够满足设计和规划的精度要求。这样就极大地扩展了作业距离, 提高工作效率。

1.3 测深仪技术简介

测深仪利用水声换能器发出超声波在均匀介质中直线传播, 在遇到不同的介质反射的原理。在测量时需将换能器发在水下一定位置, 垂直向下发射声波并接收水底回波, 根据声速和回波时间来确定被测点的水深, 通过测得水深获得水下地形、地貌的基本情况, 通常情况下水下地形测量采用与陆上统一基准面和坐标系。

1.4 RTK结合测深仪工作机制

RTK结合测深仪作业模式就是既采用RTK实时采集的坐标、高程又采用测深仪测得的水深, 即H=H0- (h+hi) , 式中, H为河底高程, H0为水面高程, h为换能器吃水深, hi为换能器底部到河底的水深。将RTK与测深仪在作业过程中连续获得的数据, 可以真实反映水下地形的情况, 从而获得水下地形的坐标和搞成数据。在水下地形测量过程中RTK结合测深仪技术使用越来越成熟, 使用得也越来越广泛。

2 测量任务

2.1 工程概况

灌河位于江苏省北部连云港市南端, 是苏北地区最大的入海潮汐河流, 唯一在干流上没有建挡潮闸的黄金入海通道。西接六塘河诸水, 内可以经盐河通淮河, 外可以直通黄海, 具备海河相通、河河相通、河陆相通的良好集疏条件。灌河的干流西起灌南县境内的东三贫, 东到灌云县燕尾港的灌河口, 全长64km, 流经灌南县境内达59km。河宽300m~1 200m, 河道边坡1:4。灌河为潮汐河道, 水深变化很大, 平均低潮水深4m~9m, 高潮水深7m~12m。灌河堆沟以上流域面积7 273km2。

2008年6月3日在灌河堆沟港段进行流量测验, 测得最大流速2.28m/s, 基本保持冲、淤平衡状态, 并略有刷深, 因强大的潮汐作用, 一直保持其长、宽、深、直的特点。

灌河口为喇叭型河口, 两岸地面平坦, 口外风浪较大, 口外7.5km处的开山岛达最大波高5m以上, 河口内燕尾港公1.5m, 堆沟港只有0.5m。

由于良好的地理位置和入海通道条件, 拟在堆沟镇段建设造船厂一处, 受甲方委托对灌河堆沟段进行水下地形测量, 河道长约6km, 宽约700m, 河道两侧及滩地布满大米草, 测量难度较大。

2.2 测区位置

测区位于东经119°48′08″、北纬34°27′07″, 距堆沟镇约1.0km, 交通比较方便, 行政隶属连云港市灌南县。

2.3 测区已有资料

测区内三等水准点一个, 采用闭合水准测量路线, 测量标准为四等, 坐标点采用:陈家港、响水、图河三个江苏省C级点, 用静态观测将北京54坐标引测到测区内。

2.4 采用的仪器设备

测量采用的仪器设备:美国trimble公司生产的双频GPS5800二台, 美国trimble公司生产的双频GPS5700一台, 中海达HD-27T单频测深仪一台。

3 数据采集

3.1 基站设置

沿岸布设了6个四等水准点, 然后用GPS到各个水准点上采集WGS84坐标, 通过测区内北京54坐标点转换得到图根级控制点坐标, 输入手簿进行校正, 即可得到测区的北京54坐标。设置完成后用GPS5700接收机连接测深仪进行坐标改正, 在得到测深仪坐标与GPS坐标一致时即可开始工作。

3.2 测深仪数据采集

将测深仪探头固定在船上, 量得探头吃水深度, 将探头链接到测深仪主机上, 接通电源, 连接GPS5700, 打开主机测量软件, 设置吃水深度、声速, 设置串口、记录设置为1米, 连接好后当GPS得到固定解时即可开始记录。在测量过程中要注意经常比测水深, 避免测到的数据有误。还有需要注意的是安装RTK时必须将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, 获得测定点的正确坐标、高程。

4 内业处理

将测深仪测得的数据根据成图需要格式导入电脑, 通过数据处理软件将数据转换成河底高程。在进行外业测量时, 河道中经常会有水草、垃圾等漂浮物, 使得换能器发出的信号不能真实反映, 得到水深资料与实际情况不符, 应该删除。对所有数据进行合理检查后, 再进行展点, 生成地形图。

5 结论

1) 从GPS水下地形测量中可以看出:作业精度高、速度快, 大大减轻人的劳动强度;

2) 内业处理操作简单, 省去了人工计算、平差等, 不易出错;

3) 不受天气、通视、作业距离等条件影响;

4) 在测量时各种参数的设置应确保正确, 以免出现错误;

5) 在进行河道、海洋等水下地形测量中遇到水草等漂浮物较多时, 应及时将水草等杂物清除, 以免造成数据的错误。

参考文献

[1]张正禄.工程测量学[M].武汉大学出版社, 2005.

篇9：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

关键字：GPS-RTK技术；技术特点；水库水下地形测量；应用

随着科技的不断进步，社会生活中各个领域都实现了技术革新。在地形测量领域，也引入了一些尖端技术，其中GPS-RTK技术就在地形测量中得到了很好地运用，尤其是在水下地形测量这种难度比较大的的测量中发挥了至关重要的作用，有效提高了水下地形测量的准确度和工作效率，给测量工作带来了极大方便。下面就对GPS-RTK技术及其在水库水下地形测量中的运用做一个简单介绍。

1.GPS-RTK技术简介

GPS-RTK技术是GPS和RTK技术的结合，GPS为我们熟知就是全球定位系统，RTK是REAL TIME KINEMATIC的简称，即实时动态差分测量。这项技术集GPS定位技术、计算机技术、无线电技术、数字通讯技术等科技于一体。这种技术可以实现高效定位，在一些较大难度的测量中可以充分显现优势。GPS主要靠卫星定位，其组成部分主要有地面监控系统和空间卫星群两部分组成，GPS的空间卫星群由24颗卫星组成，每个卫星覆盖一部分区域，最终形成了对全球的覆盖。地面监控系统主要负责接收和处理卫星传播来的信息和数据。 RTK技术是载波相位差分技术，其主要用来处理两个测站载波相位的观测量的差分，主要工作是把基准站采集到的载波相位传送给移动站，它可以进行快速运算，对相关数据进行实时运算和传输，在数据传输上具有强抗干扰性和比较高的可靠性。

2.GPS-RTK技术的特点

GPS-RTK技术具备有以往的地形测量技术不曾有的特点。首先GPS-RTK技术的一个特点就是测量准确性高，在传统的水下地形測量中采取的基本方法是极坐标定位法，这样的测量方法需要专人进行定时读水尺记录，同时还会受到通视及地球曲率的影响，测量结果会出现比较大的误差。GPS-RTK技术可以有效提高测量的准确度，其在基本工作条件满足的情况下平面精度和高程精度的测量可以达到厘米级，在实际测量时平面精度和高程精度是衡量测量准确度的基本指标，在GPS-RTK工作中，由于有全方位卫星的覆盖，在一定测量范围内其可以接收到五颗以上卫星传送的数据，极大提高了测量平面精度。在高程精度方面，GPS-RTK技术可以将误差控制在20mm之内，如果接收卫星更多一点，误差可以降至更低。

GPS-RTK技术的另一个特点是测量效率高，传统的地形测量中需要设置多个控制点并且还要不断移动测量仪器，测量效率低，测量人员的工作量也很大，而运用GPS-RTK技术可以极大提高测量效率，在一般情况下，RTK一次设站可以完成4Km半径的区域的测量，几秒钟的时间即可获得一个点的坐标，操作人员上只需一人操作即可。这项技术测量速度主要受接收卫星的质量和数量以及RTK数据链传输质量等因素影响，这些因素只要符合要求一般在几十秒的时间即可完成初始化，使测量速度有效加快。

受干扰因素少和操作方便也是其一个显著特点。传统的测量方法在对两点进行测试时需要有良好的光学通视条件，同时还会受气候、能见度、季节等因素影响，如果能见度低，传统的测量方法则不能很好展开工作，并且测量准确度也会受影响，有着较多的受限条件。GPS-RTK技术只对电磁波环境有着较高要求，只要在电磁波正常的情况下即可工作，较少受外界其他因素影响。GPS-RTK技术使用操作起来方便，数据处理上也具有高效性，RTK技术在工作中集成化和自动化程度高，测绘功能较强，在没有人工干预的情况下也可以实现多种测绘功能。这种技术在工作时测量人员可以实时获得测量结果坐标，对数据的分析转换速度也快，有效减少了人工劳动量，节约了人力。

3.GPS-RTK技术在水库水下地形测量中的应用

水库水下地形测量具有测量难度大的特点，采用传统的方法测量，会受水库周围天气、地形的影响，测量准确度不高，在上边介绍到的GPS-RTK技术中其所受限制因素较少，所以其在水库水下地形测量中就可以很好地发挥作用。

首先是测量仪器的配置，测量仪器主要由三部分组成，分别是流动站载体设备、基准站设备、软件设备，具体仪器包括双频GPS RTK接收机、测量船接收机、天线盘、成图软件、电台、三角架等，这些测量设备准备好，并且放置在相应位置，接下来便可进行水下地形实际测量操作。

其次展开测量的一系列步骤，先需要在整个水库测区布置GPS控制网，在实际测量时根据水库实际大小决定所用GPS-RTK流动站和基准站的数量。在测量工作中可以通过一台中海达测深仪进行水库水深的测量，并且利用导航软件进行定位和导航，从而获取水库深度的数据。对水库高程的测量应当加以使用全站仪，为了确保水面高程测量的准确性可以把导航然间水面高程测量结果、全站仪水面高程测量结果以及GPS-RTK所获得的水面高程数据进行对比，尽量缩小误差，使测量准确度更高。在测量过程中还应当注意潮对测量造成的影响，要定时对潮位进行测量，保障水面高程的准确性。另外在测量过程中，为了确保最终的测量结果的准确性，还需要做好一系列保障工作，要保证基准站坐标的精确度，还要保证坐标转换参数的精确度，测量环境避开功率大的无线电环境，防止电磁波对相关信息数据造成的干扰。

一系列测量及数据采集完成后就要进行数据的输入与处理，把相关数据输入计算机中，利用成图软件完成制图工作，通过一系列的编辑加工、再处理，最后输出水下地形图并且打印，形成纸质版，完成后交付相关单位。

结束语

GPS-RTK技术做为一项比较新的测量技术凭借其强大的优势已经在地形测量领域得到了很好的运用，尤其是在一些测量难度大、作业环境差的条件下对测量工作起到了关键作用。对于这项技术可以进行不断推广，扩大其适用面，使其在测量领域发挥更大的作用，为我国的经济建设服务。

参考文献：

[1]夏龙.GPS-RTK技术在水库水下地形测量中的应用[J].价值工程， 2013，（35）：212-213.

[2]吴仍武；邹时林；张威.GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用[J].科技信息， 2013，（35）：113.

[3]章振欣.GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用[J].浙江水利水电专科学校学报， 2009，21（02）：28-31.

篇10：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

江西省水文局

二O一一年元月

鄱阳湖基础地理测量(北纬29度以北)1:10000水下地形测量专业技术总结

编写单位：江西省水文局

编 写 人：李凯建

2011 年 1 月

审 核 人：王贞荣

年

月

批 准 人：李国文

****年**月**日

日 日目录

1测区概况...................................................................................................................................................................1 2测量的范围及内容..........................................................................................................................................2 3 已有资料情况.....................................................................................................................................................2 4主要技术依据和技术要求.......................................................................................................................3 4.1 主要技术依据..................................................................................3 4.2 主要技术要求..................................................................................3 5 成果技术指标和规格..................................................................................................................................4 6 地形测量设计方案........................................................................................................................................5 6.1 软、硬件环境及要求......................................................................5 6.2 水下地形测量要求.........................................................................5 6.3 图边测绘、接边...............................................错误！未定义书签。6.4 水下植被调查..................................................错误！未定义书签。6.5质量控制..........................................................错误！未定义书签。6.6质量保证措施...................................................错误！未定义书签。6.7 技术措施..........................................................错误！未定义书签。6.8上交资料和归档成果及资料内容和要求..........................................9 鄱阳湖基础地理测量(北纬29度以北)1:10000水下地形测量专业技术总结

1概况

鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊，是我国重要的商品粮棉油基地之一，位于江西省北部，长江中下游南岸，古称彭湖。鄱阳湖汇集赣江、抚河、信江、饶河、修河等五大河流，形成完整的鄱阳湖水系，流域面积为16.22万km2。

鄱阳湖南北长173km左右，东西最宽处约74km。鄱阳湖东北部为丘陵，其余为滨湖平原和低丘岗地。入江水道最窄处在屏峰卡口仅约2.8km，湖岸线长约1200km。湖盆区以松门山为界，分为南北两部分，南部宽广为湖区，北部狭长为湖水入长江水道区。鄱阳湖是一个吞吐型、季节性的无控制的通江大湖，高水湖相，低水河相，洪枯水的湖泊面积及湖体容积相差达几十倍之多，具有“高水是湖，低水似河”、“洪水一片，枯水一线”的独特形态，是长江洪水重要调蓄场所。

保护鄱阳湖自然生态环境，“永远保持鄱阳湖一湖清水”，引领经济社会又好又快发展，江西省委、省政府于2008年提出了建立“鄱阳湖生态经济区”的战略部署。2009年12月，国务院正式批复《鄱阳湖生态经济区规划》，这标志着鄱阳湖生态经济区建设上升为国家战略。由于鄱阳湖区现有的基础资料缺乏，不能准确定量反映鄱阳湖现状情况，制约了鄱阳湖生态经济区建设进程。

5月26日省委书记苏荣视察鄱阳湖的指示精神，调动一切资源、利用一切技术，开展一次全面的鄱阳湖实地测绘，获取适地适时的资料，进行定性和定量分析，为研究鄱阳湖、利用鄱阳湖、保护鄱阳湖提供科学的基础性资料，服务于鄱阳湖生态经济区建设，推进鄱阳湖水利枢纽工程建设。

7月22日省鄱建办组织召开了鄱阳湖基础地理测量启动暨技术培训会，标志着鄱阳湖基础地理测量正式拉开序幕。

2测量范围内容及完成任务情况

1、测量范围

根据鄱阳湖基础地理测量联合工作组的统一安排,我局将承担完成鄱阳湖测区北纬29度以北(黄海高程10米以下)的通江水体及康山、军山湖、珠湖三个内湖的1:10000水下地形测量，面积约600平方公里。

2、完成任务情况

完成鄱阳湖测区北纬29度以北(黄海高程10米以下、部分10米以上)的通江水体1:10000水下地形测量面积平方公里；康山、军山湖、珠湖三个内湖的1:10000水下地形测量面积平方公里。已有资料情况

（1）平面控制点：省测绘局GPSC级网以上成果和江西省水利规划设计院GPSD级网成果以及原有成果，可利用的已知点78个。

（2）高程控制点：省测绘局GPSC级网以上成果和江西省水利规划 设计院GPSD级网成果以及原有成果，可利用的已知点80个，可利用的三、四等水准点约26个。

（3）地形图资料：江西省测绘局九十年代完成的1：1万、1：5万航测图，作为本项目工作图使用。

4主要技术依据和技术要求

1、主要技术依据

鄱阳湖基础地理测量联合项目组编制的《鄱阳湖基础地理测量技术方案》，经江西省水利厅（赣水办字【2010】77号文件）批准实施，执行如下技术规范：

（1）《水利水电工程测量规范》（规划设计阶段）》 SL197-97（2）《国家基本比例尺地形图分幅和编号》 GB/T13989-1992（3）《1:5000 1:10000地形图图式（06年）》 GB20257.2-200（4）《数字测绘成果质量要求》 GB/T 17941-2008（5）《测绘成果质量检查与验收》 GB/T 24356-2009（6）《测绘技术设计规定》 CH1004-2005(7)《测绘技术总结编写规定》 CH1001-2005(8)《全球定位系统实时动态测量（RTK）测量规范》 CH/T2009-2010(9)《江西省水文局鄱阳湖基础地理测量作业细则》

2、主要技术要求

（1）基本等高距：采用1985国家高程基准，基本等高距1m，8～ 15m湖区加注0.5m间曲线。图幅等高线高程中误差应不大于±1/3h，水下地形等高线高程中误差可放宽一倍。

（2）地形图上地物点对邻近图根点的平面位置中误差应不大于图上±0.5mm。水下地形点的平面位置测定中误差可放宽一倍；隐蔽困难地区地物点平面位置中误差可放宽半倍。

（3）高程注记点对邻近图根高程控制点的高程中误差不应大于±1/4h。

（4）高程注记点应选在明显地物点和地形特征点（平地可按均匀分布）上，其密度应视图上负载量的大小而定，在图上每100cm2内，平地、丘陵地测注10～20个；山地、高山地测注8～15个。成果技术指标和规格

（1）采用的坐标系统：2000国家大地坐标系；高斯正形投影3度带（中央子午线117°）；

（2）采用的高程基准：1985国家高程基准；

（3）图幅划分按《国家基本比例尺地形图分幅和编号》要求；（4）本项目地形采用全野外采集，数字地形图数据为MAPGIS、DXF格式,提供信息中心的数据为SHP格式 ；各类图件按A1规格绘制；各种文字报告、资料用A4纸张装订成册，作正式成果资料上交。

外业测量

1、仪器设备使用情况

本次测量利用江西CORS网，采用了8套中海达V8GNSSRTK和6套南方S82T RTK进行野外地形点数据采集，水下地形测量采用南方S82T RTK流动站+南方SDH28型测深仪或中海达V8GPSRTK+中海达HD-360型(HD-27T型)测深仪方式进行，CORS网信号未覆盖地方布设基准站。

本次测量所采用的仪器都经过有关部门检定并出具了仪器检定书。本次测量采用南方数字测图软件cass9.0、MAPGIS、水下测量采用测深设备随机处理软件。

2、碎部点采集

本次测量所采用的仪器都经过法定计量部门的检定并出具有仪器检定证书。

(1)测区坐标系统转换参数的获取

利用水利规划设计院提供的2000坐标以及84坐标数据用有关软件或者RTK手簿进行转换参数求解，就近选取分布均匀且能够控制整个测区的不少于3个点的高等级起算点，分区求解转换参数，经校核已知点满足精度要求后再进行碎部点的采集。(2)岸上高程点采集

野外岸上的沙洲、草滩等实测，利用江西CORS网,先求解转换参数后采用动态GPSRTK进行碎部点的平面及高程采集。(3)水下地形测量

本次测量的水下地形测量采用江西CORS网，测量设备采用了6套南方S82T RTK流动站+南方SDH28型测深仪和5套中海达V8RTK流动站+中海达HD-360型(HD-27T型)测深仪方式进行，CORS网信号未覆盖地方仍采用基准站布设。具体操作方法是：

① 水下地形测量基本上在无风的天气进行，采用断面法施测，先在测深仪随机导航软件下，预先按技术要求做好断面计划线，计划线根据河段或湖面情况布置成与水流方向大致成垂直的方向，断面间距为150m左右。

② 将GPS RTK仪器安装在测深仪探头上，船上GPS RTK仪器应与测深仪平面位置一致，并保证测深仪垂直于水面。

精密量测测深仪探头到GPS几何中心的垂直高，作为GPS RTK天线高，将测深仪吃水水深定位0，直接可采用下式求出水底高程：

h实际水面=hGPS 几何中心-DGPS 天线到测深仪探头

h水底点高程=h实际水面-h测深

③ 水下地形点的采集密度以能显示出水下地形特征为原则。水下地形点点距为图上1～3cm，实际距离为100～300米。水下地形变化复杂区域测深仪采集点距适当缩短以反映地形特征，满足水下地形等高线的勾绘。对于部分反映水下特征的地形，在枯水季节进行了补测。

对于沼泽地或船不能到达的浅水区域采取测量人员穿下水裤涉水测量。④水下地形测量沿作业边界往外扩测100米，以满足接图需要。(4)外业测量的质量控制

①利用测区外围已知点进行坐标系统参数的求解后，校测已知点再进行外业数据的采集，每天开始和结束时都要校正。

②尽可能避开大风天气进行水下地形测量，由于2010年鄱阳湖滞水时间长，导致水下水生植物全部浸死，故没有水草对本次水下测量的影响。水域测量时，水深在3米以内时，采用测深杆实测水深，在水深大于3米时，采用测绳实测水深，以检核测深仪测量成果精度，检测点数在3%左右。

③每天外业结束后及时将采集数据导出并进行合理性检查如有疑问或问题及时处理或重测。

④项目质检组随机抽查已测区域进行外业检查。

⑤项目外业结束后，项目质检组组织技术人员对所测范围进行了外业抽查，抽查外业面积约总测绘面积的30%,检查结果表明精度达到技术设计要求。内业成图

1、内业整理

（1）将各作业组采集的数据备份并进行内业成图，在南方cass9.0成图软件下直接生成等高线或等深线，绘制后的等高线应光滑，符合自然变化规律，为了便于建库，后期线划图采用Mapgis进行成图。

（2）为了便于各内业组开展工作，按图幅分块进行内业的整理，并严格进行图幅的接边，同时，由于本次测量由三家单位协作完成，在做好 本单位接边的同时做好与相邻协作单位的图幅接边工作。

（3）图幅接边的最大误差不得大于地物、地貌允许中误差的22倍。如相邻图幅的基本等高距不同，则等高线接边的最大误差不得超过较大一种基本等高距允许中误差的22倍，其误差可平均配赋，并可注意现状地物的拼接，不得改变其真实形状，地貌的拼接不得产生变形。

（4）利用地形图在Arcgis软件支持下生成DEM。（5）利用地形图转换成shp格式提供给信息中心建库。

2、内业成图的质量控制

（1）我局项目质检人员全程检查内业成图存在的问题，如点、线矛盾，等高线不合理，内业处理不了的要求到外业实地落实（如松门山附近湖与山相联处）。

（2）整个内业成图过程中，打印了6整套图纸进行图面的合理性、图廓检查，并聘请了省内从事测绘质检工作的老专家现场检查指导，发现问题及时纠正，尽可能把问题降低到最小。

（3）整个内业成图过程中，提交了三次中间成果给项目监理单位，监理单位工作仔细认真，从外业到内业检查对成果提出了许多修改意见，使我局的测绘成果逐步趋于完善。

（4）由于本次测量内业成图三家所采用的成图软件不同，省测绘一院采用的是GV、省水利规划院采用的是CAD，我局采用的是Mapgis。因此在线划图（DLG）的表述中存在一些差异。所有内外业检查报告见附件。8 植被调查

本次鄱阳湖基础地理测量包括鄱阳湖湖区的植被调查，由南昌大学具体负责，我局负责所承担测量范围内的植被边界的测量，南昌大学植被调查人员现场指界确定植被边界，我局技术人员采用GPSRTK实地采集坐标，将实测数据交南昌大学，由南昌大学根据实测数据和采样点植物种类，绘制植被图。

9上交资料和归档成果及资料内容和要求

篇11：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

摘要：阐述了数字化测绘技术在地形测量中的应用，针对地形测图的特点，指出如何选择测绘软件的两要素，详细介绍了外业实施测绘的方法步骤，为地形测量提供了理论基础。

关键字：数字化测图，测绘软件，测量，高程控制网。

随着测绘设备的不断升级，尤其是全站仪的大量使用及计算机技术的普及，地形图的成图方法进入了数字化时代，传统的手工测绘已赶不上时代的要求，取而代之的是数字化成图。地形测图的作业方法

内、外业一体化的数字测图，是我国目前各测绘单位应用最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，但它所耗费的人力、物力、财力也是比较大的。测绘软件选择

选择一个好的测绘成图软件，首先要看该软件是否适合本单位的实际情况；其次要简便易学。现在市场上的测绘软件常用的主要有： 1)南方测绘仪器有限公司的CASS系列； 2)武汉瑞得测绘自动化公司的RDMS系列。

2．1 CASS系列

对于已经熟悉AutoCAD的用户而言，CASS系列则是一个不错的选择，它们均提供两种作业方式：电子平板方式、原图数字化方式及内外业一体化。在AutoCAD的基础上，开发了许多功能，如量算定点、图形复制、绘制多功能复合线等。对于那些既想用电子平板方式作业，又想在室内编辑成图的单位而言，可以选择它。外业实施过程

3．1 控制测量

1)测区GPS控制网的建立。

采用GPS卫星定位系统，测量布设首级GPS控制点，点位埋设永久性标石。使用美国产Trimble 4600LS单频GPS接收机施测，采用边连式连接，4台GPS接收机同时架设在测站上，精确对中整平后，量取仪器高两次，量至毫米，较差小于规定后，采用中数。每观测一个时段，两台接收机作为固定站，另两台作为移动站，循环往复，直至观测完所有点，每个点应观测45 min～70 min。卫星截止高度角设置为不小于15°，最少卫星观测数为不小于4，PDDP不大于6，数据采集间隔为15。对中误差不大于2 mm，天线高差值不大于3 mm。使用平差软件按照独立基线解算，所有基线解都为固定解，基线情况良好。最后平差出观测GPS点的坐标成果。

2)测区导线控制网的建立。

在四等GPS点的基础上布设二级导线，点位布设于可永久保存地段，埋设标石或铺装路面钉。二级导线布设于GPS点之间，组成节点网。二级导线点分别以Ⅱ01，Ⅱ02⋯⋯编号。采用方向观测法，二级导线观测水平角一测回。二级导线进行边长单程观测两测回，每测回边长读数四次。所用测距仪均为I级，MD≤5 mm。

二级导线在现场用铅笔在规定格式的表格上进行记录，做到字迹清楚、整齐、美观，外业记录纸统一编号。观测工作结束后及时整理、检查外业记录，确保记录计算正确，观测成果满足限差要求。

二级导线应先进行方位角闭合差、导线相对闭合差、测角中误差验算。

当各项限差满足规范规定后，按结点网输入计算机，使用测量控制网平差系统，进行严密平差；平差后进行精度详定，提供导线网精度指标以及最弱点精度数据。

3)高程控制网的布设。

高程控制网以已知水准点为起算，将平面控制点布设成四等水准网，进行观测。检测仪器，当i角误差小于20″，满足四等水准测量要求。观测采用中丝读数法，直读距离；观测顺序为后一前一前～后，观测时无固定点时，应使用尺垫。水准仪安置在适当的位置上，精确整平圆水准器，同一测站观测时，不得两次调焦，每测段测站数宜为偶数站。

当各项限差满足规定后，按结点网输入计算机，使用测量控制网平差系统，进行严密平差；平差后进行精度评定，最后打印出高程控制点成果。3．2 野外碎部点数据采集

数字化测图中，碎部测量的主要方法为极坐标法，在实测碎部点的坐标后，可利用软件中的各种交会方法、十字尺测量法等方法来取得其余各点的坐标，然后利用测绘软件中的编辑功能，得到最后的图形。该单位的地形测绘小组，基本上由两个人组成，一个观测，并在全站仪上作业并编码，一人跑尺并内业绘图，经过多年的实践，表明是可行的。

3．3 内业数据处理，图形编辑，制图输出

无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。

用专用电缆将全站仪与计算机连接起来，将外业采集的数据传输到计算机。首先进行数据预处理，即对外业采集数据的各种可能的错误进行修改和将野外采集的数据格式转换成图形编辑系统要求的格式。接着对外业数据进行分幅处理，生成平面图形，建立图形文件等操作，再进行等高线数据处理，即生成三角网数字高程模型(DTM)、自动勾绘等高线等。

对经过内业处理的图形数据利用测绘软件进行编辑修改，最后用HP800绘图仪输出图件。检查验收，提交成果

1)作业人员和作业小组应对完成成果、成图资料进行严格的自检和互检，内业图件资料进行100％的检查，并且抽取图件以及原始资料进行野外检查。发现问题立即处理，超出限差的返工重测。

2)外业原始记录、内业平差计算成果、原始图件资料、数字化电子图件等测绘资料经作业组自检、互检符合规范要求后提交测绘队，由主管技术负责人组织进行队级检查。队级检查发现问题后要求作业组及时处理纠正，并且做好修测记录。队级检查通过后，编写地形测量技术总结报告，报请上级主管部门检查验收。

篇12：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

GPS-RTK在高压走廊竣工验收测量中的应用

以GPS-RTK在高压走廊竣工验收测量中的应用为例,对RTK技术在生产实践中的.应用情况进行了分析和精度评定.

作 者：田泽海 TIAN Ze-hai 作者单位：广州市城市规划勘测设计研究院,广东,广州,510060刊 名：测绘与空间地理信息英文刊名：GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY年，卷(期)：200932(4)分类号：P228.4关键词：GPS-RTK 高压走廊 竣工测量

篇13：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

1 GPS-RTK技术简介

GPS-RTK以及数字探测仪的应用方法的结合, 数字测探法随之得到更好的应用, 这样就能很好的提高水下地形测量数据分析、现场数据采集以及系统运行的效率, 而且会影响到水下地形环境的实施以及测量的结果。简而言之, RTK基准站系统中包含以下三个方面:GPS接收天线、无线数据发射台以及电台, 这就需要控制时间概率更好的对一些测量信号得到更多的信息来作为其他工作的参照, 相对于观测站以及已知位置的信息, 通过这种明显的对比, 就能更加清楚观测站和所知道的方位的对比信息, 这就能更好得出GPS的观测效果从而就能够更方便的修改水下地势情况所引起的误差数据。水下地势测量应该选择一些测量仪来更好的衡量水下三维测量数据。传统的地下测量方法加强水下三维坐标。之前的水下测量方法需要用一个固定仪加强经纬仪的控制确定水下探测需要的平面的位置, 采用测深杆、回声测深仪和测锤等工具得到水下点的坐标。此方法受到很多方面的影响, 如仪器精度、天气情况、测量的距离和通讯条件等等的限制, 大大的影响了工作的效率。特别是随着由于当下电子声纳技术和GPS技术的应用发展, GPS-RTK和数字测深仪之间的联系越来越紧密, 而且对于水面以下加强对三维数据、传输和观测方面的问题都产生了很大的影响, 这样就能更好的对地形的高程、水下的地形测量等问题进行分析。其探测公式为:Hd=Hs-D

式 (1) 中:Hd为水下地形点高程;Hs为对应处的水面高程;D为由测深仪测得的水深。

更好的将GPS-RTK、数字测深仪两者进行有效结合, 更好的加强对水下地形测量系统进行控制, 从而才能从根本上提升测量效率, 测量数据的自动处理, 更好的改善和降低劳动的条件以及工作的强度所带来的影响。与此同时, 应当促进精密数字探测仪的自动化功能。水下测量人员必须牢牢掌握GPS-RTK技术的原理以及使用的方法, 这样就能够更好的对数字探测仪和新工法的掌握应用, 也提高了水下工作效率。具体如图1所示。

2 GPS-RTK结合测深仪测量原理

在河道水下对坐标以及高程进行测量定位, 将GPS-RTK流动站的天线安装在探测仪换能器的正上方, 这样就能更好的保证GPS-RTK结合测深仪测深仪以及测量中心在同一条铅垂线上, 也从而更好的保证测深仪测量的水下点位以及测量的点位处于同一铅垂线上。在测量的过程中, 用GPS来加强对换能器底部的坐标以及高程进行测定的时候, 就通过测深仪对定位点的水深来进行测定, 这样最终得出的水下定位点的高程就可以采用GPS测量的高程以及测深仪测量水深之间的差, 同时定位点坐标也就是换能器坐标。GPS可以在RTK作业模式下实时获得测点位坐标高程的测量, 对于定位的精度几乎可精确到厘米。特别是通过在计算机上安装测深软件, 这样就能够同步的控制GPS数据的采集以及测深仪的测深。在进行测量的过程中, 主要得到的数据是通过对工控电脑上显示的数据来更好的对数据的采集情况进行测定, 与此同时, 可以根据相应的软件来进行导航, 这样就能更好的保障测区范围内的测量数据。测深软件就能够更好的显示测量船体以及路线的航向, 从而更便于随时进行调整。

3 GPS-RTK在水利工程测量中的应用

3.1 加密控制点

在加强控制水里工程测量的时候, 由于其中精度高、施工条件复杂, 因此, 需要耗费很高的成本。可是假设运用GPS-RTK来对加密控制点的测量, 就需要非常好的运用全站仪在15km范围内大约安顿3~5个控制点来非常好地完成一些基础的工作控制。通过GPS-RTK校准控制点来进行, 最佳采用1+2的模式来完进行测量控制, 而且每天应该对2个走点人员40个以上的加密控制点进行测量, 要求测量精度以及密度更加的精确。GPS-RTK进测量加密控制点的时候, 不需要再重新校对之前的控制点的的回顾。

3.2 水下测量

可以采用传统的三杆分度仪测量法以及六分仪测量法, 对其精确度的要求略低一些, 这就不能实现共产测量的精确度。而且传统的方法成本高, 工作量大, 耗时多、工作条件复杂。因此, GPS-RTK测量法就逐渐得到广泛, 运用GPS对水下测量之间非常好的协作完成了很大的方便。通过对徕卡GPS530动态GPS测量仪和中海达单 (双) 频测深仪的选用, 联合手提电脑设备专业的水下测量软件, 这样就能够更好的在船上直接对河床GPS数据读出, 尤其是那些对于那些有具体高程记载的河床进行分析。水下软件自动化的测量, 在测量的过程中一起可以更好的自动成图, 还可以高度的解析河床基础模型。可以直接通过CASS7.0读取水下测绘软件导出的*.dat文件, 从而更好的实现与地籍管理系统之间的无缝对接。以往在测量地籍管理·系统中仅对区域内的水体边缘, 没有很好的测量水底河床, 我们采用一些新的测量方法在本次地理信息调查中, 可以更加全面详细的管理精确的对于水下地形进行控制。

3.3 内业数据处理及成图

对于内业数据的采集虽然不能够完全的对水下地形地貌的特征进行反映, 但是可以更好的对实际的地貌进行反映, 处理内业数据。首先应该将水深数据通过仪器导出来, 这样能够对改正、剔除不够合理的异常的地方, 这样就能够加密插补一些没有技术测量出来的漏洞数据。可以建立DTM三角网, 对于一些不够合理的三角网进行很好的修改, 这样就能够生成等深线, 根据现场绘制的草图将地形图画出来。对于成果输出的过程中合理检查所有测量点的坐标和高程进行。

3.4 吃水改正

吃水改正含静态吃水及动态吃水。动态吃水, 便是在断定工作船在静态吃水基础上影响到形成的船体吃水的改变。在测量动态吃水时, 一、可以测定动态吃水, 即使用水准仪测定不同船速时的动态吃水;二、可以采用霍密尔经验公式计算船只动态吃水, 即公式为:

式中:△D:动吃水;h:对应处水深;D:船舶吃水;V:船速;k:按船舶长宽确定的系数。但要留意的是, 在进行动态吃水改正时应对应船速的改正。另外, 据试验分析, 速度为10km/h以下的船只动态吃水达5cm, 而将换能器设备在船只中部, 可消除其影响。

4 结束语

总而言之, 可以更好的将GPS结合测深仪在水下测量进行应用, 这样更加的快速、简捷, 作业效率高, 同时还能更好的保证测量的精确度, 当下, 水下测量在许多的水库、河流或航道中得到了广泛的应用。然而, 由于许多地区对水下测量的要求标准不相同, 因此, 其中还是存在很多的问题亟待解决。

参考文献

[1]王耀华, 尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材, 2011 (10) :103-106.

[2]张卫东.浅析GPS技术在水利工程测量中的运用[J].河南水利与南水北调, 2012 (12) :88-89.

[3]林中亚.RTK技术和测深仪技术在水下测量中的应用[J].人民珠江, 2006 (1) :14-15.

篇14：GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用

关键词：测绘技术;地形测量;应用

一、测绘技术的发展

测绘技术是一个很古老的学科。早在二千多年前，我国就已经绘制了水平极高的“地形图”。随着历史的发展与沿革，测绘技术已拓展成为一门系统的、多分支、庞大的的学科。特别是近年来随着电子、计算机、通信等先进技术在测绘领域的应用，已基本实现了传统测量技术向数字化技术体系的转变。随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。

二、地形测量

地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法，利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图，采用平板仪测量方法，在野外进行测图。

三、测绘技术在地形测量中的应用

测绘技术在地形测量中的应用应遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。下面本文重点探讨测绘技术在地形测量中的作业顺序及注意事项。

1.侧前准备

确定测站点时，要尽量保证大的可视区域，同时还要保证有可通视的已知点。所以，在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶，以避免经常迁站。架设仪器时，要保证仪器架稳，一般是将三脚架的腿间距稍微放大些，保证平稳。角度过大将导致全站仪过低，给观测带来不便，同时也影响观测员的行动;角度过小时全站仪放置不稳，存在仪器损害的潜在危险。观测前要进行仪器的校验，对准已知点，以保证数据均为可信数据。检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。按提示输入测站点点号及固定坐标、仪高，后视点点号及、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向检测。仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“回车”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。再输入镜高，瞄准第二个碎部点上的反光镜，按“回车”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中。按此方法，可以测量并保存其后所测碎部点的三维坐标。立镜时要保证镜竿尽量竖直，每个碎布点保持间距20-25米左右。实际碎部点间距大多在20米左右，符合精度要求。全站仪能够自动保存数据，读数较快。

2.测中注意事项

在测量完仪器能测量范围后或迁站时，要进行一次测站点检和。检和方法为：重测某一已知点（一般为后视控制点），检验两次误差是否符合技术要求。如果误差超出范围则所测数据有误。无码作业的优点是采集数据速度快，缺点是只能是采集数据，无法对数据的性质进行分类记录，所以如果外业数据采集作业采用的是无码作业，在观测同时要进行草图的勾绘，如：山脊线、山谷线、探槽等特殊数据就要在草图上记录下来，以便内业作业。一般由一人主测，另一人勾绘草图。在碎步测量支站时，有时站支的太远，定向要跑很远，为了避免这样，可以一下支出两站，让两站较进，一个做摆站点，一个做定向点。有些全站仪在换电池后须重新定向，但跑尺的正在另一个山上或很远，再去定向很费时费事，除了可以在搬站时换电池，还可以在电池快没电之前，先测一个点，然后换下电池，再用测的这个点定向。

在平原地區，野地地形较简单，但主要沟坎不可放过，因地势较平坦，高程点可以稀一些，但有明显起伏的地方，高处应延坡走向有一排点，坡下有一排点，这样画出的等高线才不会变形，画上沟坎后，等高线钻进沟坎，这样等高线才不会相交。平原地区的房屋应在一排房的两边控制，不可以用短边两点和长边距离画房，那样误差太大。有必要时该上房则上房，可以得到事半功倍的效果。有些地方无法看到，可用仪器把周围打出来，里面的用钢尺量，不要以为钢尺量的不准，实践证明，量出来的和测的一样准，而且可以提高效率。测图时一定要注意电杆的类别和走向以及是否有地下接口。有的电杆上边是输电线，下边是配电线或通讯线，应画主要的。成行的电杆不必每一个都测，可以隔一根测一根或隔几根测一根，因为这些电杆是等间距的，在做内业时可用等分插点画出，精度也很高，但有转向的电杆一定要测。道路要测一边，量出路宽，这样画出来才好看。地下光缆不可放过，但有些光缆，例如国防光缆须经某些部门批准方可在图上标出。在测山区时，主要是地形，但并不是点越多越好，做到山上有点，山下有点，确保山脊线，山谷线等地性线上有足够的点，这样画出的等高线才想且不变形。在山区特别是在半山腰建的房子，要把周围的大坎画出，这样在图上才可看出房屋是一层层的，有立体感。在山区测图最好在山顶或半山腰设站，这样可以减少搬站，效率高。

3.测后制图

测量员要对各种地形地物有一个总体概念，知道什么地物由几个点画出，一般点壮物一个点，线壮物两个点，圆形建筑物三个点，矩形建筑物四个点等。这也是对测图软件的熟悉程度。碎步草图，在山区要和地形联系起来。房屋相对位置要画好，这样回去后便于处理内业和查错。有写地物如电杆、井盖，可提出单独画，会使草图清晰不乱。

四、结论

与传统白纸测图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，而是技术本质的飞跃。它主要有以下几个特点：打破了内外业的界线，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且大大减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。打破了分级布网、逐级控制的原则。一个测区可一次性整体布网、整体平差，控制网可以是任意混合，所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，图根控制的加密可与碎部测量同时进行。

参考文献：

[1]王超.现代测绘技术自动化技术在地形测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2010（36）.