_GPS-RTK配合测深仪在水下测量中的应用

RTK GPS技术在水深测量的运用RTK GPS技术的应用，可以提升水深测量的工作效益，让水深测量工作更加的具备效益、效率，其不失为一种先进的测量技术，必将得到更加广泛的应用。

一、RTK的原理。

RTK（Real Time Kinematic实时动态测量）即在基准站上安置一台GPS接收机，对卫星进行连续观测，并通过无线电设备实时地将观测数据及测站坐标信息传送给流动站，流动站一方面同步观测采集GPS卫星载波相对数据，另一方面通过无线电接收设备接收基准站传送的载波相对观测值、伪距观测值等数据，根据相对定位原理进行数据处理，实时地以厘米级（毫米级）的精度给出流动站三维坐标。

1、数据采集。

根据内河航道状况，在大比例尺的航道地形图上，设计好剖面线，把航道地形数据输入到设计好的计算机软件中。

CORS技术主要是用于定位，由于其平面定位时间短，定位精度高，在水面测量更有其优势。

在航道测区内，我们先根据区域的地方坐标系统信息计算好坐标系统的转换参数，在GPS的支持软件内设置好这些参数，根据测深仪、CORS采集的数据格式特点，可利用微机接口程序将其两种仪器的实时采集数据同步存储于设计好的计算机软件中。

在实际应用中，计算机软件一般有着对航道地形图数据的实时显示和修改的功能、与GPS 接口对GPS定位点实时显示的功能、与测深仪接口对测深数据实时显示的功能，并有对测深仪及GPS数据实时同步记录的功能。

由于CORS技术在高程定位上有着很大缺陷，其需要精密的大地水准模型，与卫星观测条件也有着很大的关系，故航道测量只需要在不同测段内对水位进行实时的观测记录，依照水位标高、水深数据来求得航道河底标高。

在河流水流较急，浪较大的时候，还需要对涌浪数据进行观测记录，以便对工作水位进行改正。

这样有了水面高程和水深数据，即可算出航道河底的高程数据了。

2、数据处理。

根据野外采集水深数据、水面高程，河底高程的计算方法应为：H=H’-D（1）水下地形点的高程H等于测深时的水位H’减去测得的水深值D。

浅谈GPS RTK在水利工程水下地形测量中的应用摘要：本文简单介绍了gps、rtk技术水下地形测量系统的原理及在水下地形测量中的一般步骤程序，并结合中海达测深仪在水利工程中的应用，重点通过对rtk技术在水下地形测量中影响精度因素的分析，提出了相应的应对措施，从而对质量进行有效控制，最大限度地避免重测现象的发生。

摘要：地形测量系统；操作程序；系统特点1 前言我公司主要业务是采用挖泥船进行水利工程中河道工程的疏浚和扩挖，因此，经常要进行河道水下地形测量，以掌握河道疏浚工程质量。

并且工程完工验收，也是需要进行大范围的河道水下地形测量。

水利工程测量较其它工程有许多不同点：（1）水利工程多位于相对偏远的地区，已知控制点少；（2）测量区域一般由分散的水工建筑物或带状河道组成；（3）建筑物测量要求精度高，河道测量精度不高；（4）工作条件复杂，通视条件差，河道测量工作中经常遇到树木遮挡，水上测量困难。

以往的水利工程水下地形测量，主要采用断面索（测绳）或水准仪视距法或经纬仪交会定位，利用测深锤测量水深，该测量方法不仅操作困难、投入人力多、效率低，受气象的影响大，外业测量人员很艰苦，成图时间长，而且精度差。

随着工程测量数字化技术和设备的不断推广应用，近几年，采用超声波测深仪和 gps 全球定位仪组成水下地形测量系统，能十分方便、快捷、高效、精确地进行河道河床水下地形观测。

2 gps rtk水下地形测量系统组成河床水下地形观测主要是测量各观测点的水平位置和相应的水深，并通过水位等数据来推算各测点相应的高程，从而绘制出河床断面图或水下地形图。

以往对断面宽在 100 m 之内的河道，主要通过拉过河断面索法来测量各测点的水平位置，而对于河道较宽，拉过河断面索困难的河道测量，往往采用水准仪视距法或经纬仪交会法。

对水深往往采用测深锤、测深杆、铅鱼等方法测量，然后通过相应的水位计算出各测点的高程。

采用上述方式进行测量，不仅测量困难，工作效率比较低，而且受水流、风浪等因素影响，测量精度也不高。

GPS-RTK技术配合数字测深仪进行水下地形测量方法的应用魏大泉【摘要】在进行水下地形测量的过程中，采用GPS-RTK技术是比较常见的。

主要是由于这种技术类型本身的先进性比较强，可以相关的数字测深仪设备相互结合。

操作方式比较简单，而且准确性比较突出。

在具体的应用中，工作人员可以严格地按照设计的原则来进行水下的地形的特点进行掌握。

采用这种先进的测量技术作为辅助，可以将相关的数据直接应用到制图软件当中，不仅保证了数据采集的精准度，还推进了测量设备的高效应用，本文中，笔者主要对GPS-RTK技术在水下地形测量工作中的应用情况进行深入介绍，仅供参考。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)025【总页数】1页(P109-109)【关键词】GPS-RTK测量技术;数字测深仪;水下地形测量【作者】魏大泉【作者单位】黑龙江省航务勘察设计院，黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文具体来说，水下地形测量工作的主要工作内容包含两个方面的内容，第一是定位，第二是测深。

从传统的测量方式中可以看出，主要是采用全站仪等设备来对水下的地形进行测量，进而获得科学准确的坐标，然后根据测深杆设备的测量来获得具体的深度数据。

然后根据相对比较明确的位置来对水下的高程进行明确。

现如今，随着GPS技术的高效发展，水下地形测量效果也得到了高效地改进，最终成图的精准度也比较大。

1 水下地形测量作业系统的组成从水下地形测量工作中可以看出，在整个测量系统中涉及到的设备较多，其中包括GPS-RTK测量接收机，数字化测深仪和便携式的计算机设备等。

具体的测量工作主要包括几个不同的阶段，第一是测前的准备，第二是数据的采集测量，第三是水下地形图的设计。

2 测前准备在这一阶段中，工作人员的主要工作内容就是求得转换参数。

在具体的准备工作中，主要是应用测区内部的几个平面位置，相关的高程控制点和相关的经纬度参数。

在实际的测量工作中，主要采用的是RTK软件来获得具体的参数，这些参数是测深仪在测量的过程中所需要的主要参数。

RTK与测深技术在水下地形测量中的应用作者：林鸿亚来源：《环球市场信息导报》2011年第11期简要介绍了利用GPS-RTK与测深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。

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。

GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用摘要随着GPS技术的快速发展，应用于工程测量越来越普及，使用移动测量的用户空间越来越大，方便快捷、高精度和定位准确的性能愈显其优越性，将GPS技术与测深仪技术相结合，是水下地形测量技术的一次飞跃，是先进的科学技术在生产活动中的重要应用。

关键词地下地形测量；测深仪；GPS-RTK1 概述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。

水库水下地形测量中GPS结合测深仪应用摘要：随着GPS技术的不断发展，RTK技术的出现和计算机技术的飞速发展，平面定位技术实现了高精度、自动化、数字化和实时化。

随着探测技术的数字化和自动化，为水下地形测量数字化、自动化和水利测量提供了基础，为测绘提供了先进的手段。

文章介绍GPS结合测深仪在水下地形测量中的实际应用、测深设备的基本工作原理，以及在测量过程中会遇到的问题及处理方法。

关键词：水下地形测量；GPS；测深仪0引言水下地形测量在许多工程建设项目上有着重要的作用，它可以为桥梁、码头、水库、港口等工程建设项目提供必要的基础数据，是现代水利工程中的一项重要工程技术。

由于传统水下测量模式存在着诸多弊端，譬如测量难度大、数据不精确、不能反映真实水下地形等问题。

现代的“GPS+数据处理软件+测深仪”的测量模式逐步取代传统的测量模式。

1控制测量水下地形测量应与地面上的国家控制点或高级控制点构成统一整体，只在需求的情况下单独建立水下地形测量的高程和平面控制。

2水下地形测量2.1数字测深仪的工作原理数字测深仪是利用声波的传导特性，实现水下地形测量的仪器。

数字测深仪的原理是通过振荡器发出超声波后遇到障碍物，再通过接收器接收反射回的声波，通过时间差t，求出距离D=Ct/2，C为超声波波速。

2.2水下地形测量系统组成水下地形测量利用GPSRTK和数字测深仪、计算机联合使用作业。

作业人员应在测量前将测区的范围图导入计算机，按规范要求在测量前设计好测线，测量时应按照测线进行测量活动。

利用RTK的定位定向功能指导船只航行。

利用计算机的测深软件实时观测船只的航向、航速、船只的平面坐标、水深及RTK的解状态。

声波在水中传播速度受到水温、水深、水的盐度等因素的影响，因此要进行相关参数的修改，同时可以利用声抛仪辅助修改相关参数，用以获得准确的测深数据。

2.3水下地形测量工作原理用测深仪专用连接杆连接测深仪与RTK，再将连接好的连接杆安装在船只上，将测深仪没入水下，连接杆要始终保持垂直于水面，并保持连接杆与船只的相对位置不变，RTK可以实时的获得平面坐标与高程坐标，由RTK所获得的高程减去RTK距水面的高度。

GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用探讨摘要：GPS －RTK技术的发展及其在测绘中的应用，给测绘工作带来了前所未有的大变革。

不仅提高了工作效率，也大大提高了成果的精度。

本文阐述GPS －RTK与数字测深仪组成的水下地形测量系统的工作原理，探讨分析了GPS －RTK 配合测深仪对水下地形测量的精度控制中具有的问题及应对措施。

关键词：GPS－RTK; 测深仪;水下地形测量;引言测绘工作是经济建设、社会发展的基础事业，随着社会的飞速发展，测绘工作的作用越来越重要，同时测量方法和测量仪器也发生了重大的变革。

以往的传统的方法是采用全站仪结合测深仪进行测量，测量工作受气象等条件的影响较大，精度难以保证。

常规测量，工作难度大，外业测量人员也很艰苦，且成图时间长。

GPS技术的兴起和发展，打破了这一传统方法。

近些年来，随着GPS测量技术的不断发展，其已经应用于进行陆地和水下地形测量。

利用GPS －RTK 配合数字测深仪进行水下地形测量大大减轻了野外作业的劳动强度，提高了内外业工作地效率和精度。

本文对GPS －RTK配合测深仪在水下地形测量上的应用进行了探讨。

一、GPS—RTK和测深仪工作原理1、RTK的基本原理RTK是实时动态载波相位差分。

RTK系统由一个基准站。

若干个流动站及通讯系统组成。

其设备是在两台静态型测量仪器问加上一套无线电数据通讯系统(数据)，将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体。

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。

2、测深仪测量原理测深仪是利用声波反射的信息测量水深的仪器。

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。

GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用摘要:水下地形测量具有测量隐蔽、精度控制难度大等特点，因此，对其测量技术的要求较为严格。

本文就介绍了GPS－RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用，阐述了利用GPS－RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本实施步骤，并通过结合工程实例，对项目实施、数据比较等做了深入研究，为类似工作的应用进行提供参考。

关键词:GPS－RTK；测深仪；应用；原理随着科学技术的发展，GPS－RTK技术已经得到了广泛的应用，虽然这种技术具有测量速度快，精度高等特点，但是这种无验潮模式下的测量方法还无相关规范和技术标准，所以在与测探仪联合应用中，就要注意其工作的实际情况，从而探究出其是否能满足相关规范要求。

本文通过无验潮和传统验潮两种模式下水下地形测量的原理和两种模式下水深测量的数据进行分析，得出该技术在水下地形测量两种测量模式中均能满足相关规范要求。

1 水下地形测量的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RTK(Real－time kinematic)实时动态差分法，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:Gi=H－(D+ΔD) (1)式中:Gi为水底点高程；H为水面高程；D为测量水深；ΔD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:Gi=H－D－h－Δa (2)式中:Gi为水底点高程；H为GPS相位中心的高程(通过RTK直接确定)；D 为测量水深；h为GPS接收机天线相位中心距换能器面的垂距；Δa为姿态引起的深度改正。

2GPS-RTK联合测深仪水下地形测量的基本作业步骤水下地形测量作业系统主要由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。

测量作业流程大体分三步来进行，即测前的准备、外业的数据采集和数据的后处理。