水库水下地形测量中GPS结合测深仪应用

GPS RTK结合数字测深仪在水库库容测量中的应用【摘要】水库库容测量是水库管理的重要工作。

介绍了数字测深集成系统的构成及测量原理，分析了其作业过程及应该注意的问题，并通过工程实践分析了测量精度。

结果表明，由GPS RTK、数字测深仪、计算机集成控制系统组成的数字测深集成系统，可以较好的完成水库库容测量工作。

【关键词】GPS RTK；数字测深仪；水库库容1 引言水库具有发电、灌溉和防洪调度等众多功能，库容是水库调度的重要参数。

受到泥沙淤积和沿岸修建工程等因素影响，水库运行一段时间后水下地形有了较大变化，其中库容和淤积量的变化是水利、电力部门十分关心的问题，正确快速的库容、淤积量的测定和复测，是保证水库大坝安全和水库调度的要求。

2 数字测深集成系统简介数字测深集成系统由GPS RTK、数字测深仪、计算机控制集成系统三部分组成，见图1。

2.1 GPS RTK技术实施动态差分（Real - time kinematic，RTK）系统由三部分组成，分别为基准站、数据链、移动站。

使用GPS RTK技术进行测量时，基准站对卫星连续观测，将观测得到的数据通过数据链传送给移动站，移动站同时接收来自卫星和基准站的数据，在移动站的手簿上组成差分观测值进行实时处理，获得观测点的三维坐标。

在水利工程水下地形测量项目中，GPS RTK技术主要用于测量水下地形点的平面位置及水涯线标高，其精度直接决定了水下地形测量的精度。

2.2 数字测深仪使用数字测深仪进行水深测量时，测深仪发出超声波，超声波在水中传播然后被水底反射，根据超声波在水中的传播速度和时间，从而计算出水的深度。

数字探测仪的使用，极大的方便了水下地形测量工作，提高了测量的效率和精度。

可以看出，回声探测仪是水深测量的关键。

2.3 计算机控制集成系统计算机控制集成系统是将数字测深仪与GPS RTK连接起来并组成统一整体的载体，它将GPS RTK的定位数据与数字测深仪的测深数据进行匹配、取舍、计算、存储，将所测的数据输入地形图成图软件生成数字水下地形图。

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。

GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用
GPS-RTK测量技术是一种基于全球定位系统(GPS)原理的精密测量技术，其应用广泛，包括在水利工程测绘中。

在水利工程测绘中，GPS-RTK测量技术可用于测量地形、水位、河道变形、水库变形
等方面。

其主要应用包括以下几个方面：
1. 水位测量：GPS-RTK测量技术可以实时获取水位数据，无需人工巡视，大大提高了测量效率和准确性。

通过多个GPS接收器的同时观测，可以实现对水位的连续监测和记录，以及对水位变化的分析，为水库调度和洪水预警提供可靠的数据支持。

2. 河道变形测量：GPS-RTK测量技术可用于监测河道的变形和河床演变情况。

通过设置多个GPS接收器，可实时监测并记录河道的三维形状，包括河道宽度、深度、河底高程
等参数，为河道治理和水工结构设计提供可靠的数据依据。

GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用十分广泛，可以实时监测并记录各类水利
工程中的重要参数和变形情况，为工程设计、维护和管理提供可靠的数据支持，提高了工
程的准确性和安全性。

852020.12|3水下地形测量3.1准备工作水下测量前，对基准站、流动站仪器进行初始化，得到固定解后开始观测。

以测回间平面坐标误差小于40m m 、大地高差小于40m m 为标准，取3次测量均值作为最终观测结果。

根据《水运工程测量规范》对测深定位点误差限值、深度误差限制进行校对（如表1所示）。

校正G P S 主机及测深仪后，将测区坐标系统转换参数输入测深仪及G P S 接收机内。

图2　测深仪与GPS天线安装位置示意图测深仪换能器保持同一轴线，R T K接收机与测深仪数据按等时间间差调整测量船航向。

由于本工程部分区域存在礁石，导致水下地方法，并及时输入水深文件中修正，确保水下测量数据准确性、业地形图软件中进行建模，剔除异常测点数据后生成水下地形图1m m范围内水深点深度比互差应小于0.4m，为校核、验证测深查线，共计检查266点，发现有4点差值超过粗差，粗差率为1.5%要求。

制：①将测深线文件导入测深仪内，及时调整测量船航向，确保持轴线统一；③船体横摇、纵倾时，对换能器瞬时高程进行多，选择风力小于4级，测量船行驶速度小于0.9m/s，浪高大于0.4m[1]何广源，吴迪军，李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息，2013(02)；[2]杨玉光.关于水下地形测量中GPS-RTK技术的应用探讨[J].江西测绘，2013(03)；[3]李峰.浅析水下地形测量技术[J].中国新技术新产品，2015(24)。

作者简介周尚伟（1986-），男，福建福鼎人，大学本科，工程师，现主要从事工程变形监测和86|CHINA HOUSING FACILITIES。

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。

GPS结合测深仪在水库水下地形测量中的应用胡世云彭楚峡王军（四川科宏石油天然气工程有限公司，四川成都610056）摘要：信息时代已经到来,科学技术不断进步,并且渗透到了人们生活的方方面面。

以手机为代表的科学技术,不仅仅丰富了人们的精神世界,更扩大了人们的视野范围。

另外,GPS技术也成功打开了新大门,使工程项目的规划、测量工作的开展、管理任务的执行都变得异常顺利。

以下具体分析了GPS技术结合测深仪在水库水下地形测量中的应用情况,希望能为其他测量人员实践思路的多元化转变、测量工作水平的进一步提升起到促进作用。

关键词：GPS技术;测深仪;水库水下地形测量;应用分析;研究城市化进程持续加快,基础设施工程的施工与建设,引起了越来越多人的关注。

水库水下地形测量工作开展起来是有重要作用的,它作为水库工程规划建设的基础保障,只有获取到精准数据,才可以优质完成施工任务,取得最高的经济效益和社会效益。

GPS结合测深仪,凭借精准度高、操作简单、实用便捷等优势,能为水库水下地形测量质量的提高提供支持。

下面,笔者阐述了几点不同的看法,深入分析GPS结合测深仪测量方式的有效应用。

1GPS及测深仪的概述GPS(Global Positioning System)是利用卫星定位,全球范围内发挥导航、定位作用的复杂系统。

GPS具有全天候、全方位、高精度、低成本的应用优势,可以为全球用户提供导航信息,促进社会信息化水平不断提升,带动着数字经济飞速发展。

GPS在交通运输管理、工程测绘工作、军事定位领域被广泛应用,水库水下地形测量中最常应用的是GPS-RTK技术[1]。

它有实时、动态的定位特点,为流动站传送精准的三维坐标数据,取代传统测量方式,便于人员系统操作。

测深仪是全新的数字化电子产品,防尘功能、防水功能、抗震功能都很强。

2GPS结合测深仪的应用意义在水库水下地形测量中应用GPS结合测深仪技术时,相关人员必须弄懂它的工作原理,才能更好的完成测量任务。

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。

水下地形测量中测深仪与GPS组合运用分析摘要：在我国经济飞速发展的支持下，当前科学技术水平不断提升，也为GPS技术的发展奠定了坚实的基础，而且RTK技术出现之后，我国对于水下地形探测方面实现了自动化、现代化、数字化以及实时化的发展，同时也保证整体测量的准确性以及可靠性。

本文基于此，对水下地形测量中测深仪与GPS组合运用进行探究分析。

关键词：水下地形测量；测深仪；GPS；组合运用引言：随着我国经济社会的发展和进步，当前生产生活对于天然气以及石油等资源的需求逐渐增加，但是其通常会穿过大型河流等，这也为地形探测带来了一定的难度。

但是随着科学技术的发展和进步，当前GPS的出现，解决了一定的难点，并且其与测深仪组合，也在很大程度上保证测量的精度，进而保证了后续工作的有效性以及安全性。

一、水下地形测量中测深仪与GPS组合的基本原理在对水下地形进行测量的过程中，存在一定的难度，而且还会出现测量精准度较低的情况，而将测深仪与GPS组合运用，其不仅降低了整体的工作难度，同时也保证了测量数据的精准性，清楚地了解水下地形的坐标以及高程，其也是我国测量行业的里程碑。

在实际进行组合的过程中，一般是将GPS安装在测深仪上，并保证GPS用于测量的天线安装布置的合理性，为了保证整体测量的精准性，一般将其布置在测深仪换能器的正上方，而这样的位置布置保证了GPS需要测量的点位与测深仪需要测量的点位保持在同一铅垂线上，这样才能保证测量的准确性。

工作人员在实际应用测深仪与GPS组合进行水下地形测量的过程中，测深仪与GPS分工明确，GPS主要负责测定换能器的坐标以及高程，测深仪对水下点位的水深情况进行测量，二者同时进行工作，然后工作人员通过计算得到水下地形的具体情况，其计算公式为H=H1-（H2+H3）[1]，具体如图1所示。

图1 水下测量点高程换算示意图二、水下地形测量中测深仪与GPS组合运用方法（一）岸上工作首先，需要在岸上选择合适的地理位置建设GPS基准站，通常情况下来讲，需要将其建立在较为空旷的位置，进而保证信号的稳定性，不受其他因素的影响。