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华测RTK结合CHS-100测深仪的使用

时间:2012-11-28浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

GPS RTK 最早应用于水上测量时,方法仍同信标机一样,用来获得平面定位数据,只是定位精度提高了很多。很长一段时间GPS 只是作为确定平面位置的方法。近几年随着RTK 的普及和水上导航测量软件的成熟,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。

无验潮水下地形测量基本原理

当前我们的GPS 实时动态相位差分(RTK)的定位精度可达到:平面10mm+1ppm,高程20mm+1ppm。甚至更高。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。

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

用户可以测得的数据:

h:GPS 天线到水面的高度

由图1 得出:

C= (H – h) – S ; B= S – (H –h )

3、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。

在一般海上水深测量中,可根据项目设计要求,准备控制点作业需要采用仪器设备软件有:X90(X91 亦可),其中1 台作为岸台(基准站),1 台为船台(流动站),CHS100 数字化测深仪1 台,上海华测HydroNav 和成图软件1 套。

3.1、测前的准备

(1) 选择测区已知点进行点校正,求参数

注意:第一次求解参数是可以随意架设基站,然后去控制点测量,做点校正,校正完后求得校正参数,后期的测量,直接架在已知点上,用已知点启动基站。

(2) 建立任务,设置好坐标系、投影、转换参数。

(3) 根据要求制作计划线。

3.2、外业的数据采集

(1)在已知点上架设基站,启动基准站。

(2)设立基准站后,移动站到附近的控制点进行检测,以确保基准站坐标和各项参数输入正确。检查结果符合要求后,方可进行GPS RTK 数据采集工作。

(3)将GPS 接收机、数字化测深仪、换能器等连接好后,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

在处理中调入外业测量的水深数据,经过水深采样和水深文件格式转换后处理成需要的格式,无需添加潮位文件。

4、作业时应该注意的若干问题

4.1、有关岸台的问题

(1)因为无验潮中RTK 应用的关键在与与基准站的通信,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,并设入基准站中。

(3)基准站中输入首次点此处采集的WGS-84 点坐标,输入已知点高程。不可进行任意架站、自启动基准站、重置当地坐标操作。

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。

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5Hz,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。而受RTK 通讯的限制及高程控制的限制,无验潮作业方法尚不适宜在远海进行。

RTK 结合CHS-100 的无验潮水深测量技术,使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效,不失为一种先进的测量技术,值得在水深测量及其它水下地形测量中推广。

信息标题:华测RTK结合CHS-100测深仪的使用

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