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- -372010年第15期（总第150期）NO.15.2010（CumulativetyNO.150）China Hi-Tech Enterprises摘要：实时动态测量（RTK ）技术在海洋测量和海洋工程中的应用已经兴起。
文章介绍了无验潮水下地形测量方法的基本原理及在航道测量中的应用，分析了使用该方法的优劣性。
关键词：水下地形测量；无验潮法；航道测量 中图分类号：U612 文献标识码：A 文章编号：1009-2374 （2010）15-0037-02无验潮法在航道测量中的应用符健斌（湖南省航务勘察设计研究院，湖南 长沙 410005）实时动态测量（RTK）技术在陆地测量和放样中的应用已经比较成熟，在海洋测量和海洋工程中的应用也已经兴起。
RTK 在水深测量上的应用分为两大类：无验潮方式和验潮方式。
本文主要介绍无验潮方式的应用。
无验潮方式就是在测量船上直接用RTK 测出某点的三维坐标，而不需要岸上人员观测水位，它在水深测量中有着独特的优越性。
特别是在海洋的大面积水域测量中，由于水位存在坡降比，要测区内按距离分块设几处水位观测点。
每个点至少要配一个工作人员。
这样不容易求出准确的水位数据，且工作效率不高。
而无验潮方式改进了测量工序，减少了测量人员，提高了工效。
此外，RTK 测量高程精度的提高也为这种模式提供了技术上的保证。
一、无验潮水下地形测量基本原理当前RTK GPS 技术的实施方式是，利用GPS 基站和流动站，进行平面和高程观测。
假定：相对于某项目的高程基准面，流动站的天线高为H2，换能器的瞬间高程为H3，水底点O 的高程为H0，H 为测深仪测出的水深值（图中的-H0表示大小和H0一样，但方向相反）。
假设换能器长度为L，由图1中可以看出： H3=H2–H1-L H0=H3-H （1） 根据（1）式求出H0，测点的平面位置由RTK 实时测出，则水下地形测量的目的已经达到了。
上述测量方法集潮位测量与水深测量于一身，直接获得水底点的高程，操作和实施比较方便、快捷。
第４７卷增刊（１）２０１６年６月人 民 长 江Ｙａｎｇｔｚｅ ＲｉｖｅｒＶｏｌ．４７，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ（Ⅰ）Ｊｕｎｅ，２０１６收稿日期：２０１６－０４－２０作者简介：魏凌飞，男，工程师，主要从事水文测量方面的工作。
Ｅ－ｍａｉｌ：４２８６６９３５＠ｑｑ．ｃｏｍ 文章编号：１００１－４１７９（２０１６）Ｓ１－００５６－０３无验潮模式水下地形测量技术应用研究魏凌飞，魏 为（长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局，湖北武汉４３００３３）摘要：２０１３年，长江委水文局长江中游水文水资源勘测局批准了《无验潮模式水下地形测量应用研究》的课题。
针对长江中游、汉江中下游辖区的特点，结合试验数据，阐述了无验潮水下地形测量技术的应用情况，包括工作原理、精度控制及改正。
介绍了测量前的准备工作和数据后处理分析，最后提出了使用ＲＴＫ进行简易无验数潮水下地形测量时的注意事项。
可为以后无验潮水下地形测量的可行性借鉴。
关 键 词：水下测量；无验潮；船体姿态；ＲＴＫ中图法分类号：Ｐ３３ 文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１６．Ｓ１．０１６１ 研究背景当前水下地形测量一般采用ＧＰＳ与测深仪集成系统，ＧＰＳ提供导航与定位，测深仪进行测深，水面高程通过测区水位站或全站仪接测水位进行推算。
水下地形测量实施过程中，水位站布设或水位接测往往花费大量人力物力，而水位观测布设密度与水位推算精度直接联系，一般而言推算出的水位数据很难代表测区水域测点的准确水位。
随着ＧＰＳＲＴＫ－载波相位动态实时差分技术的日益成熟，无验潮测深技术在我国特别是海洋测量中已得到广泛应用，传统的水深测量已逐渐被取代。
在无验潮水下地形测量实施时，需将ＧＰＳ天线高量至水面，再加入运动传感器对测船姿态进行改正，便可高精度、实时、高效地测定水下地形点的三维坐标。
由于该技术能克服传统定点验潮的设站困难和消除潮位模型误差的影响，还能有效地削弱风浪、潮汐、水面倾斜等对水下地形测量的影响，从而广泛地应用于河口、河道、岛礁、海滨等水域的水下地形精密测量中。
GPS—RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的应用本文将对GPS-RTK无验潮测深技术的工作原理及其在水深测量中的应用优势进行阐述，并结合案例进行探讨；对影响测量精度的因素进行分析并提出相应的解决对策。
标签：GPS-RTK无验潮测深技术内河水深测量0引言近年来，随着GPS技术在测绘中的应用，GPS-RTK无验潮测深技术在内河水深测量中已被逐渐的应用起来。
传统内河水深测量一般采取交会定位，受到时空等诸多限制，而GPS技术不受时空等限制实现全天数据采集。
在内河水深测量中适宜的工况下应用GPS-RTK无验潮测深技术，大幅提高了作业效率，实现了操作自动化，提升了测量精度，有效降低了测量人员的工作强度。
1内河水深测量的相关概述1.1 GPS-RTK的工作原理GPS通过精准的定位，把实时性的载波进行相位差分并获得实时动态。
基准站需要观测记录GPS数据，并将坐标数据传输至流动站；流动站同步跟踪观测GPS数据，并把收到的基准站数据输入系统进行分析和处理。
对采集和接收的数据进行实时载波相位差分处理，最后计算出精准的定位信息。
差分处理法是RTK 技术中最为主要的数据处理方法。
1.2 GPS-RTK无验潮测深技术无验潮测深技术包括GPS RTK定位系统和测深系统，定位系统负责采集天线相位中心的当前平面坐标，并根据天线相位中心的高程推算换能器底部的高程；数字化测深仪负责测量换能器底部至河床的水深，通过简单的数学运算即可算出河床底部测量点的平面坐标及高程。
便携式计算机用于设置测深、定位设备进行同步观测记录，内业通过改正形成水下地形图。
2GPS-RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的优势GPS-RTK无验潮测深技术大大提高了作业效率和测量精度，实现了厘米级的精度。
无验潮测深技术也不用再进行验潮站的水位记录，对潮位起伏大的水域其测量精度和准度更高。
3某内河水深测量分析3.1测区情况某地区为保护居民和行船的安全拟建一座防波提。
RTK无验潮测量技术用于港口水深测量
胡志渠;李雁
【期刊名称】《港工技术》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】介绍使用RTK技术进行无验潮水深测量的基本原理和方法,以及使用这种方法应该注意的地方.通过某港口RTK无验潮水深测量的实践应用,经过比较,证明其测量精度高于传统水深测量方法.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】胡志渠;李雁
【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222;浙江省交通规划设计研究院,杭州,310006
【正文语种】中文
【中图分类】U652.62
【相关文献】
1.GPS-RTK无验潮水深测量技术在长江口航道治理工程中的应用 [J], 颜惠庆;张俊
2.网络RTK支持下的无验潮水深测量方法及其应用 [J], 柯建中
3.CORS RTK无验潮水下地形测量技术在上海潮滩测量中的应用 [J], 秦昌杰;谢敏真
4.CORSRTK无验潮水下地形测量技术在上海潮滩测量中的应用 [J], 秦昌杰;谢敏
真;;
5.GPS-RTK无验潮技术在围海工程水深测量中的应用 [J], 冀念芬;王成志
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GPS-RTK无验潮和验潮数据成果比对分析发表时间：2018-12-18T10:34:25.547Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：李凯召1 李玉宁2 [导读] 摘要：传统水下地形测量一般采用人工验潮或者自动验潮仪来获得潮位信息。
中交（天津）生态环保设计研究院有限公司天津 300461 摘要：传统水下地形测量一般采用人工验潮或者自动验潮仪来获得潮位信息。
然而当测量区域较大，而水尺又无法固定，或者超过了水尺控制的作用距离，都不能获得准确的潮位信息。
为了解决这一难题，可采用载波相位差分技术（RTK）获得实时潮位，这就是利用GPS-RTK实施水下地形测绘的无验潮方法。
关键词：GPS RTK 无验潮验潮 1 工程简介巴基斯坦卡西姆发电厂港池与航道疏浚吹填工程是卡西姆港燃煤应急电站项目的配套工程，该项目被列为“中巴经济走廊”的首批项目。
项目位于红树林内部区域，航道两侧都有红树林保护，航道面基本不受风浪、流的影响，只受到涨落潮影响。
航道没有足够的开放水域，巨浪很难发展。
船只航道不受明显的波浪诱导运动，轻量级航运系统扰动由当地风暴和过往的船只引起。
本次试验在该项目的港池中进行。
2 无验潮技术原理图1 水下地形测绘及设备示意图 GPS RTK无验潮水下地形测量的基本思想是利用GPS-RTK测量获得的瞬时三维坐标，结合GPS天线在船体坐标系VFS下的坐标，水面相对于vfs原点的垂直距离，获得瞬时水面的高程。
采用GPSrtk工作模式，开始测量前架好基准站，设置好坐标及电台数据链等，使流动站可以顺利接受到差分信号。
如图1所示，GPS接收机到水面的高度为H0，探头吃水为H1，T1时刻探头测得的水底a点的深度值为h。
通过在GPS中正确设置H0、H1，可以直接得到瞬时水面高程A及瞬时水面A至水底a点的距离。
由此可以得到，水底a点的高程=A-（H1+h），这种测绘方法集潮位与水深测绘于一身，直接获得底的高程。
采用这种方法确定的水位基准高程精度较高，并较好的消除了波浪、潮汐、水位落差等因素对水底高程的影响，大大提高了工作效率。
航道水深测量的技术应用探讨航道水深测量是航道测量的重要内容之一，它主要是为了保障船舶航行的安全，确保航道的畅通。
航道水深测量技术一直在不断发展，随着科技的进步，各种先进的技术被应用于航道水深测量中，使得水深测量的精度和效率不断提高。
本文将就航道水深测量的技术应用进行探讨。
航道水深测量的技术方法主要包括潮汐观测法、声纳测深法、多束声纳测深法、激光测深法、卫星定位测深法等。
潮汐观测法是最早应用的航道水深测量方法，它通过对潮汐变化规律的观测，推断出不同潮汐条件下的水深情况。
声纳测深法是利用声波在水中的传播速度和声波回波的时间来测量水深的一种方法，它具有测量范围广、精度高、实时性强等优点，是目前应用最为广泛的水深测量技术方法之一。
多束声纳测深法则是在声纳测深法的基础上进一步发展而来，它通过多个声波束同时测量水深，从而提高了测量效率和精度。
激光测深法是利用激光束在水面和水底之间的传播时间来测量水深的一种方法，它具有非接触式测量、精度高等特点。
而卫星定位测深法则是利用卫星定位技术和测深仪器结合，来实现对航道水深的精确定位和测量。
在实际的航道水深测量中，通常会根据不同的需求和情况选择合适的测量方法。
例如在海洋测量中，声纳测深法和多束声纳测深法常常被应用于对海底地形的测量和海底地质的调查；在航道维护中，通常会采用激光测深法和卫星定位测深法进行航道水深的监测和调查。
随着科技的不断进步，航道水深测量技术也在不断发展和完善。
目前，一些先进的技术已经被应用于航道水深测量中，使得水深测量的效率和精度得到了进一步提高。
近年来，无人机技术在航道水深测量中得到了广泛应用，它通过搭载测深设备和相应的传感器，实现对水深的高效、精准测量。
人工智能技术和大数据分析技术也被引入到航道水深测量中，使得测量数据的处理和分析更加智能化和高效化。
除了技术本身的进步，航道水深测量的应用也在不断拓展。
除了传统的航道水深测量外，航道水深测量技术还被用于海洋调查、海底资源勘探、海洋环境监测等领域，为人类对海洋的认识和利用提供了重要的技术支持。
无验潮法在港池航道测量中的应用
【摘要】介绍无验潮水下地形测量方法在港池航道测量中的应用，分析了使用该方法的优劣性。
【关键词】水下地形测量；GPS；RTK；无验潮
1、引言
随着科学技术的发展，GPS RTK被广泛应用于工程测量。
近些年随着RTK的普及和水上导航测量软件的日渐成熟，一种新型的水上测量方式得到推广，并渐渐成为日后发展的趋势，这就是无验潮水下地形测量方法。
本文结合实践经验，介绍无验潮水下地形测量方法应用，以供参考。
2、无验潮水下地形测量基本原理
当前GPS实时动态相位差分（RTK）的定位精度普遍为：平面10mm+1ppm，高程20mm+1ppm。
无验潮水下地形测量的基本原理是利用RTK测得的GPS天线精确的三维坐标（X，Y，H），其中X、Y确定定位点的平面位置，RTK高程结合由测深仪同步测得的水深换算出同一平面位置上的水下泥面
的高程或水深值，从而获得水下地形数据，见图1。
用户可以测得的数据：
h：GPS天线到水面的高度
H：GPS接收机测得的高程（水准高）
S：测深仪测得的水面到水底的深度
用户需要得到的最终数据：
B：水底到水准面的距离
即通常说的水深值
C：水准面到水底的距离
即通常说的水底高程
由图1得出：
C= （H ?C h）?C S ；B= S ?C （H ?Ch ）
3、港池航道水深测量的应用
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。
在西光渔工地港池扫浅水深测量中，为满足施工图使用的需要，根据项目设计要求，需对该港池进行1∶500水下地形图测量。
测区内早期施测的I、II级导线点和IV等水准点，可以作为1∶500水下地形图测绘控制点。
本作业采用的主要仪器设备软件有：中海达公司生产的V8CORS RTK接收机2台套，其中1台作为岸台（基准站），1台为船台（流动站），中海达HD370全数字变频测深仪1台，便携式计算机1台，中海达海洋导航测量成图软件1套和南方CASS6.0成图软件1套。
3.1 测前的准备
（1）建立任务，设置好坐标系、投影、转换参数及图定义。
（2）作计划线。
3.2 外业的数据采集
（1）在GPS控制点上架设岸站，输入控制点坐标。
（2）设立岸台后，船台到附近的控制点进行检测，以确保岸台坐标和各项参数输入正确。
检测结果符合要求后，方可进行GPS RTK数据采集工作。
（3）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。
把GPS天线至探头的高度填在天线高处。
（4）根据导航指示，沿计划线进行水深数据采集。
3.3 数据的后处理
在数据后处理软件中输入绘图水位，将水深文件中的测深仪测得的水深和GPS高程换算成基于绘图基准面的水深。
然后和定位数据一起导入成图软件中编辑水下地形图。
3.4 成果检验
在西渔港池疏浚水深测量项目中，同时用验潮方法测量了三段水深。
无验潮方法测得的数据经过与之对比，水深差值基本小于0.1m。
经过与传统方法的对比，证明无验潮方法
是可行的。
4、作业时应该注意的若干问题
4.1 有关岸台的问题
（1）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：
①选择地势较高、较开阔的控制点架设岸台，电台天线要尽量高。
②电源电量要充足，否则也将影响到作业距离。
（2）RTK高程要保证精度，所以要精确量取天线高，并设入岸台中。
（3）岸台中输入根据已知点坐标转换出来的WGS-84坐标，输入已知点高程。
4.2有关流动站的问题
（1）记录要限制为RTK固定解。
（2）精确量取天线高（天线至水面的高度），测深仪吃水改正参考同一水面线。
（3）差分天线要尽可能的高。
4.有关探测仪固定的问题
（1）在西渔港池疏浚水深测量中，探测仪固定在工作艇舷边，因此，探测杆在固定时，要尽量使探测杆与工作艇
水平面保持垂直；在测量过程中，工作艇应尽量保持左右平衡。
5、无验潮水下地形测量的优劣性
与传统的验潮法相比，无验潮水下地形测量具有如下优势：
（1）无须验潮数据，减少工作量。
验潮法需要专门的人员测量水位或者到相关部门获取测量时段的水位数据。
无验潮法只需在采集水深的同时在同一台电脑上采集GPS三维数据，这样起码可以减少一个读水尺的工作人员，还不须建一个或多个验潮站。
（2）每个水位都同步、精确，提高精度。
GPS高程数据更新速度达10Hz，每个水深点都对应精确的水位值，无须内插或外推整个区域的水位。
（3）减少浪涌等引起的误差。
验潮法测量中由于浪涌影响，探头上下起伏使得测得的水深有瞬时误差，在最终的数据中无法消除。
而无验潮法是通过GPS天线高程来推算水下高程的，天线与探头的相对位置固定，无论船怎样上下波动都不会改变处理后的水下高程。
（4）数据处理方便、快捷。
由于所有的数据都采集到一个文件中，并且存在计算机中，减少获取和编辑潮位数据的时间，即时能进行后处理，编辑水下地形图或断面图。
另一方面，相对而言无验潮水下地形测量的缺点是：必
须用RTK型接收机，这种接收机价格相对高一些。
利用无验潮技术进行水深测量，使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效，所以不失为一种先进的测量技术，值得在航道水深测量乃至其它水下地形测量中推广。
结束语
随着GPS RTK技术的不断发展，GPS RTK所测得的高程数据更可靠准确，而且其覆盖范围大大提高，使其应用前景更加广阔，尤其是对于在宽大的河口进行施测作业，因为这种地方潮位的变化非常大，实际的潮位值和验潮的观测值之间差值较大。
利用无验潮法进行水深测量，使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷，值得在航道水深测量乃至其它水下地形测量中推广。
参考文献：
[1] 徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民. GPS卫星测量原理与应用. 武汉测绘科技大学出版社，1998。
[2] 吴子安，吴栋材. 水利工程测量. 测绘出版社，1993。
[3]GPS测量相关知识。
