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【测绘百科】RTK GPS技术在水下地形测量的应用-华测导航

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【测绘百科】RTK GPS技术在水下地形测量的应用
作者:    时间: 2015-07-22    浏览量:5224

一、概述

GPS测量系统的主要应用方向:

(1)地面应用:工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划、车辆调度、大气物理观测、地球物理资源勘探等;

(2)海洋应用:包括远洋船只最佳航程航线测定、船舶管理、海洋救授、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;

 (3)航空应用:无人机自动导航,飞机定位导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。


相对于经典测量学来说,GPS测量主要有以下特点:

(1)测站之间无需通视,但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。

(2)定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50km的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100~500km的基线上可达10-6~10-7。

(3)观测时间短。在小于20km的短基线上,快速相对定位一般只需5min观测时间即可。

(4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,也可以测定观测站的大地高程。

(5)操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。

(6)全天候作业。GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。用于水下地形测量则要排除雾和大风的天气。


二、RTK在水下地形测量的应用

在一些像上海一样的沿海城市,水下地形复杂,并且早年进行过围垦造地,带来的大量泥沙也淤积在江口,使每年水下地形都在发生变化。上海市岸线演变趋势分析都需要每年的水下地形资料,因而水下地形测量的十分重要性。


水下地形测量已有快三十年的历史,以前的测量技术大多采用六分仪、三杆分度仪配合测深仪,其缺点是:精度不高,测区范围有限,工作量大,人员配置多等。随着GPS技术在测量中的广泛应用,近年来沿海各大城市都开始在水下地形测量中应用GPS技术。


在用RTK进行水下地形测量中,采用的硬件和软件基本相同,分别为:华测RTK,D330测深仪,D330测深仪配套实时导航定位软件(能够规划路线与实时定位),D330测深仪配套测深软件。


D330变频测深仪是专为海洋测绘研发的,它能与RTK进行联合测量,在精确定位、挖泥、水道测试、高速船体定位等工作中提供RTK动态等级的精度,在任何环境下均能保持优良的特性。并具有易于使用和携带、操作简单、多种输出格式的优点。


导航软件是利用的接收相应的差分信息,结合本身的GPS定位数据,实时地给出当前的地方坐标系坐标,并能根据工程需要,完成定向、放点、导航、施工控制等任务。

应用RTK进行水下地形测量的步骤:运用RTK和导航软件对测量船进行定位,并指导测量船在指定测量断面上航行,导航软件每隔一个时间段自动纪录水深数据,并进行验证潮位输出,输出数据在CAD中成图,再进行修改,得到符合要求的1:10000国际分幅的水下地形图。

D330测深仪与RTK的联合使用,是GPS在水下地形测量应用的新形势,大大提高了测量的精度,减少了工作量,缩短了工作日,并且输出的数字化的水下地形图,为今后地理信息系统的建立和管理创造了有利的条件。


从GPS测量中,得出如下体会:

(1)GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制,非常适合于大规模的水下地形测量,其它地形测量等。

(2)GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

(3)GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少工作量,提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

(4)在水务系统的海塘建设的工程测量中,也可以直接运用GPS进行实地实时放样、点位测量、导线控制测量等。

(5)现今,GPS在测量中的应用主要为定位和导航,虽然GPS高程测量的精度目前来说还比较低,应用也不广泛,所以,如何提高GPS高程测量的精度,是它发展前景的关键。

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