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利用GPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法修改

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利用GPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法修改 1 / 5 利用ＧPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法 汪德希 (中船勘察设计研究院有限公司，上海市中山北路２１50号, ２０0０63） 摘要 本文主要是介绍了应用GＰS—RＴＫ技术进行水域浅层地震反射波法勘探作业方法，对ＧＰＳ－RTK定

位测量数据进行归心换算处理，结合定位数据和勘探数据采集时间进行勘探点坐标修正，实现GPS定位测量数据和勘探点点位数据同步，从而得到较为准确的勘探点坐标信息,以实现准确反映场区地质变化情况。 关键词 GPS RTK技术 水域浅层地震反射波法 归心改正 １． 概述

水域走航式高密度地震反射波方法已广泛应用于我国跨海或跨江大桥、隧道、港口码头、船厂等大型水运工程项目中。在水域勘探过程中,配备一套水上连续冲击震源，具备1秒钟完成一个勘探点的探查功能,再结合目前使用最广泛的GＰS-RTK技术对其进行实时定位测量。通过对两套数据进行匹配处理，将地震反射波勘探数据赋予坐标数据信息，实现勘探数据和定位数据同步,正确反映实际位置勘探数据,实现对场区地层的精细勘察。 ２. GPS ＲTＫ测量技术介绍

２.1 GPＳ RTＫ的工作原理 RTK（Rｅal－Time－Kinｅmaｔiｃ)是GＰＳ实时载波相位差分的简称,将ＧPＳ与数据传输技术相结合，实时解算并进行数据处理的技术。工作原理：在基准站上安置一台ＧPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将基观测数据通过无线电传输设备发送给流动站,流动站接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。 ２.2 GPS RＴK测量的优点 ＧＰS RTK测量技术具有作业效率高，定位精度高没有误差积累,全天候作业,作业自动化、集成化程度高，远距离作业等优点。 2．３ 水上作业定位测量应用 由于ＧPＳ RＴＫ测量技术具有以上优点，为水上测量定位作业提供了优越条件,大提高了水上定位测量作业效率。尤其给水域浅层地震反射波勘探作业提供了方便，不仅能实现导航作用，而且能实时采集勘探点的坐标数据信息。作业方式见图1。

图1 水域浅层地震反射波勘探野外作业示意图 3． 水域浅层地震反射波勘探采集方法 利用GPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法修改 2 / 5 3.1 水域浅层地震反射波勘探数据采集方法 现场采用适中的船只作为工作船只。在进行现场采集时,震源船震动采用快速连续冲击方式，冲击时间控制在1s左右，控制工作船的速度为2~3节,即每1~2m就采集1个勘探点。

接收传感器震源

地层n地层2地层1

水面E'

勘探点(E)工作船

图２ 水域浅层地震反射波工作原理简易图 ３.2水域浅层地震勘探中定位问题和测量数据处理的困难 在水域浅层地震反射波勘探作业过程中，由于工作船、震源船、漂浮电缆相对位置关系不是固定的,GPS RＴK作业仍受数据链电台传输距离、受对空通视环境、测量数据不能达到100%的可靠度等影响,导致GＰS天线位置也不能任意安置。因此在水域浅层地震反射波勘探作业过程中，需要解决ＧPS RTＫ测量中心与物探中心不完全重合、实现同步观测、船速、船行姿态等情况的影响。而且两套设备均为1秒间隔采集一个数据,获得大量的观测数据;部分观测数据可能存在粗差，因此给内业处理带来巨大的工作量。 ４. 勘探和定位测量数据处理

4．1 水域浅层地震反射波勘探数据 水域浅层地震反射波勘探数据获取为1秒钟采集一个数据，通过相关专业软件进行解译、转换成同相轴时间数据文件、将时间数据文件转换成深度数据文件等过程处理分析，可得出勘探点的数据成果,格式如下：

道号 日期 时间 (ｈ:mm:ss)

水深 (秒) 地层１ (秒) 地层2 (秒) 地层3

（秒)

` 4．2 GＰＳ ＲTK定位测量数据 ＧPS ＲＴＫ定位测量数据从导航测深软件按1秒钟采集一个数据导出并经过编辑形成需要的坐标数据,数据格式如下:

点号 日期 时间 (h:ｍｍ:ss)

坐标 水深 (m) 水面标高

(m) X Y 利用GPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法修改 3 / 5 1) 由于GPＳ天线与12道轻便漂浮电缆及震源船中心不在同一位置，采集数据的位置不相同,需对其进行归心换算。该项工作需在作业前船只静止状态量测好，内业再对其进行换算处理。 假定工作船在某一段距离内成直线走向，船体中心(CH）与物探点（Ｏ)连线与ＧＰS走向平行。设A1号测点(x1,y1)到A10号测点(x10，y１０)成直线走向(距离约20m），GPS中心与船体中心的垂直偏距为L，船体中心至物探点距离为S。如图。 则可以计算:

A1０至O点的距离22'SLS ＣH O B的夹角： arctan()LS

ＢA的方位角: 110110arctan()yyxx 物探点的坐标： 10'sin()wXXS,10'cos()wYYS(GＰＳ天线在船体中心与物探点连线前进方向的右边为“+”，在左边为“-”。)

GPS天线震源中心12道漂浮电缆震源船工作船只x

y(X1,Y1)N

测线

GPS天线(X10,Y10)(X1,Y1)S船体中心(CH)物探点(O)ABθL

S'

Nβθ

物探中心震源(Z)

图3 设备安装位置相对关系 ２) 如果漂浮电缆和震源船采用后拖式作业，在现场作业时,工作船很难完全成直线航行,在航迹线成弧线时,宜进行弧线改正。 3) 船行速度改正，对于船速较慢的时，船速对数据采集的影响可以忽略不计。 ５． 工程实例 某围海造地项目，拟建围堤全长约为3400m,堤顶宽约6～1０m，堤脚宽约65m,拟建范围内水深均在5m左右（靠近海岛处较浅）。为了探明拟建场地内浅层软土层(淤泥、淤泥质粘性土)深度的变化情况,根据设计要求，钻探孔布置间距为10０m,在拟建围堤中心线及中心线内外侧３０ｍ 布置３条浅层地震反射波勘探剖面,以更好地查明钻孔间软土层起伏情况。 现场作业租用一条长2５m、宽6ｍ的水泥船作为工作船,采用水域走航式地震反射波法进行。勘探采集仪器采用北京水电物探研究所研制的ＳWS－６工程勘探仪配１２道轻便漂浮电缆,震源采用福建省建筑设计研究院制造的ＺY-2型船载连续冲击震源,冲击时间控制在１ｓ利用GPS RTK技术实施水域浅层地震反射波勘探定位的方法修改 4 / 5 左右,导航定位采用Trimｂｌe 5７０0双频GPＳ配中海达测深仪。 结合勘察资料,利用SWＳ-6后处理软件对采集的数据进行处理后，本场地水层和各土层的进行如下地球物理分层：1．水，２.淤泥,３. 全风化砂岩。并计算出纵波通过各层的时间,如表1。 表１ 勘探数据成果

道号 日期 时间 (h:ｍm:sｓ)

水深 (秒) 淤泥 (秒) 风化砂岩 （秒） 地层３

(秒）

８41 2010－3-３1 １6:52：21.０7 0.０058 ０.0６０0 0．0249 842 20１0-３－３1 16：52:22．01 0.0０58 0.0600 0．0248 ８43 2010-3-31 16:52:２3.01 0.0057 0.0603 ０.0247 8４4 201０-3－31 １6：52:23.9６ ０.0057 0．0６04 ０.０24５ 84５ 201０-3-３1 16:52:24.9０ 0.0057 ０.０605 0.０24５ 结合勘察钻孔资料，计算出纵波在各层介质中的波速。由公

式:01(())iiiiHHCTT可以计算出各土层底的标高。其中Ｈi表示某一土层底标高、H0表示水面标高，Ｃi表示某一土层中的波速、Ti表示纵波通过某一土层的时间(往返）。 由ＧPS导航测深软件导出并编辑定位测量数据如表2: 表2 ＧPS定位测量数据

点号 日期 时间 （h:mm：ｓs)

坐标 水深 (m) 水面标高

(ｍ） X Y

３４2 ２01０－3－３1 １6:5２:2１ 242２5８8.0２ 7６4３0.37 ４．6８ -0.5５ 343 201０-3－31 16:52:2２ 24225８6.8 7643０.０1 4．６６ -0.６1 3４４ 2010-3-３１ 16：52:23 2４２２５８5.33 76４２9.6４ 4.60 -0.69 345 20１０－3－31 １6：52:24 242２584.15 764２9.39 ４．60 -０.66 346 201０-3-31 16：５２:25 242258２.98 7６４２9.1９ 4.６６ －0.60 1) 首先，对GPＳ定位测量数据进行归心换算,保证GPS定位测量数据和物探点位置相一

致。 2) 由表1中可以看出勘探数据是近似1秒钟采集一个数据,而GPS定位数据严格按1秒钟采集并输出一个点位坐标数据，可以利用GPＳ采集时间与勘探时间的差值按比例进行内插计算得到相应的勘探点坐标数据，以实现同步观测目的。 ３) 根据绘图成果需要,将每个物探点坐标投影到相应的测线上,以计算出物探点在测线上的里程，绘出需要的成果图,以供地质分析。

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LW52GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差分析

LW52GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差分析

LW52GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差分析摘要：随着社会的不断发展进步，人类的工程不断向除陆地以外的地下和水下进行拓展，水下工程已经成为人类正在发展的一个重要领域。

而水下测量作为水下工作的第一步工作，其准确性对水下工作的顺利开展有着重要意义，不仅对工程质量有着重要影响，对施工安全也有着重要意义。

为保证水下工程的顺利进行，不仅要积极改进水下测量技术，更要对测量误差进行分析，从多方面控制误差，保证水下测量的准确性，使水下工程安全、顺利进行。

在此，我希望通过一系列的相关的分析能够对GPS-RTK技术有一定的优化作用，事其在水下测量中能够进一步发挥其优越性。

关键词：水下测量；应用原理；误差一、引言：由于社会的飞速发展，人类工程技术也日新月异的发展，水下测量在以往算是个大问题，如今也迎刃而解，慢慢成为实际应用；在水下测量相关的以往的实验经历里，我们不停地对与之相关的测量理论和测量技术进行进一步的改进，在这中间，发展得较为重要和如火如荼的就属GPS-RTK技术。

诚实来说，GPS-RTK技术是计算技术，数字化技术，测控技术以及自动化技术综合才诞生的产物。

这几个的默契配合才有如今水下测量的今天。

它多方面地被用于了解水下地形，高程等并进行实际测量，在获得一定的数据时，把参考数据传到地面控制中心。

紧接着，本文将对水下测量中使用的GPS-RTK技术的原理进行比对和分析，并将其中的由测量过程引起的误差的原因进行探究，以及误差的控制措施进行了解分析。

一、ＧＰＳ－ＲＴＫ简介ＧＰＳ－ＲＴＫ与数字探测仪应用方法的紧密结合，数字测深法应用在近年来由使用频率到使用效果都有了质的飞跃，由此水下测验中的数据分析，现场数据采集和系统运行都有了不同程度的改善，从而影响了其效率性。

且对水下地形测量的实施和测量结果都有着重要的影响。

ＧＰＳ－ＲＴＫ技术是ＧＰＳ和ＲＴＫ技术的结合，ＧＰＳ是大家都能理解且应用到现实生活里的全球定位系统，ＲＴＫ是“ＲＥＡＬＴＩＭＥＫＩＮＥＭＡＴＩＣ”的简称ＡＲＴＫ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，它的计算速度非常快，几乎超越了我们以前技术的百十倍。

RTK GPS技术在水下地形测量中的应用

RTK GPS技术在水下地形测量中的应用

RTK GPS技术在水下地形测量中的应用【摘要】本文主要介绍RTK GPS技术进行水下地形测量的基本方法及一些注意事项，在水深测量中使用RTK技术越来越得到成熟而广泛的应用。

【关键词】RTK；GPS；水下地形测量一、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、海洋测绘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，使得水上测量可以采用GPS无验潮方式进行工作（RTK方式）成为可能。

大大减少了测量人员的劳动强度，自动化程度高，省工省时，精度高，全天候，提高了工作效率，使工程变得更经济。

二、RTK GPS技术的基本原理高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。

如下图1所示，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。

流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。

在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上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。

三、水下地形测量原理水下测量需要动态GPS测量，这就要进行基准台到移动台数据链的传播；为了实现GPS的相位差分功能，在施工前首先要建立施工平面和施工高程控制----GPS控制网。

地震勘探中的RTK放样方法

地震勘探中的RTK放样方法

地震勘探中的R TK放样方法闵晓凤1鞠立华2(11陕西省测绘局　71000021胜利石油管理局物探公司　257000)摘　要:针对三维地震测线放样中应用RTK技术的作业方法,对物理点放样中的偏移与恢复问题以及影响RTK数据链的稳定因素的应对方法进行了探讨,并以实例对RTK系统的组成、作业的过程步骤、放样的精度和质量控制作了细致的阐述。

关键词:RTK　三维地震勘探放样　RTK数据链1　地震勘探测量任务及精度要求利用RTK进行地震测线放样,就是将设计的检波点和炮点的理论坐标,逐个放样到实地。

RTK实时放样3维地震测线,首先将设计的3维地震测线理论坐标,利用一定的软件,在计算机上设计好工区内所有物理点的理论坐标,再利用PC卡或直接上装到手持计算机(如Tri m ble系列的TSC1电子手簿)中,然后按线束逐点将物理点设计的理论坐标,在探区按《陆上3维地震勘探采集技术标准》的要求进行放样,标定其准确位置,并实时采集各物理点的实测坐标和高程数据,再进行室内数据处理和资料整理,提供地震勘探所需格式的测量成果。

2　R TK定位原理RTK定位的基本原理是:基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给流动站,在流动站通过无线电接收基准站所发送的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站基线向量(△X,△Y,△Z);基线向量加上基准站坐标得到流动站的每个点的W GS284坐标,通过坐标转换参数转换得到流动站的每个点的平面坐标x,y和海拔高h,这就是RTK的定位过程。

3　应用实例下边就以桩海三维项目,对RTK放样过程进行介绍。

311　测区概况及其测绘资料分析总体来看,工区内潮河潮沟纵横交错,潮流湍急,滩涂部分建筑物密集,潮间带养殖场分布广,以及大面积的渔网,给测量工作的单点实测和施工进度都带来了一定困难。

根据工区情况和测量技术设计采用GPS静态定位布设加密控制点,根据控制点的分布情况,该区控制网采用点、边连接,按星形网布设,以张家屋子JA06、胜利大桥JA09两个国家GPSC级点作为加密网已知控制点,考虑到本工区要求精度高、海陆兼有,在工区施工前及施工过程中共加密5个点,整个网结构强,基线长短分布均匀。

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中应用

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中应用

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中的应用摘要：gps rtk无验潮测深在水下地形测量中的应用，大大减少了测量人员的劳动强度，自动化程度高，省工省时，精度高，全天候，提高了工作效率，使工程变得更经济。

本文首先阐述了gps rtk 技术水下地形测量的原理，其次，分析了rtk无验潮水深测量时的注意事项。

同时，以一应用实例为例，对其进行深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：gps rtk；无验潮测深；水下地形测量1．前言无验潮水下地形测量是利用gps rtk技术结合数字测深仪测量水深的一种方法。

该方法可按距离或时间间隔，自动采集rtk确定的三维位置及水深数据，只要将gps天线高量至水面，对测深仪进行吃水深度改正，便可高精度、实时、高效地测定水下地形点的三维坐标。

不用进行验潮改正大大减少了测量人员的劳动强度，自动化程度高，省工省时，精度高，全天候，提高了工作效率，使工程变得更经济。

2．gps rtk技术水下地形测量的原理gps rtk(real time rinematic)实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分gps测量技术,它是利用2台或2台以上的gps接收机同时接收卫星信号,其中1台安置在一个固定的地方以作为基准站,其它作为流动站,这样基准站的电台连续发射差分数据,流动站上连续接收数据,流动站上就可实时计算出其准确位置,通过计算机中软件获取测深仪的数据,并自动滤波,形成水下地形原始数据,这种方法测量的平面位置精度能够达到厘米级,高程精度一般能够达到小于10 cm,对于测量水底地貌完全足够。

3．rtk无验潮水深测量时的注意事项rtk无验潮测深技术虽已逐步被使用，但是要想得到精确的水深测量图成果，需要考虑诸多因素的影响，只有有效控制每一项影响精度的因素，最终的成果质量才能得到保障。

在使用rtk进行无验潮水深测量时有以下几点注意事项：（1）内河进行无验潮水深测量时应沿河道在已知控制网点上进行比测。