无验潮技术在水深测量中运用
CORS RTK在甬江航道无验潮水深测量中的应用
CORS RTK在甬江航道无验潮水深测量中的应用摘要：RTK技术在水深测量中的广泛应用，使得无验潮水深测量成为可能，但因差分改正信号尚受到作业区域长度的限制；随着近年来城市CORS站的建立，覆盖范围较广，网络RTK能更便利地实现无验潮带状内河航道水下地形测量。
关键词：CORS RTK；无验潮；水深测量0 引言随着测绘技术的发展，GPS RTK技术的应用，RTK结合数字测深仪在电脑测深软件帮助下实现自动化测深，极大地提高了工作效率、测量精度；RTK技术的不断成熟，并被用于无验潮水深测量，减少了水位观测的工作量，但传统RTK尚受到工作距离的限制，对于宁波市弯曲狭长的甬江航道测量工作存在美中不足，近年来宁波市建立的NBCORS系统，为宁波GPS用户提供了极大的方便，由于其宁波市全覆盖、24小时连续观测，能更好更稳定地给用户提供差分信号，NBCORS系统支持下的网络RTK能便利地实现甬江航道的无验潮水深测量。
1 CORS RTK的组成CORS RTK 的组成包括：参考站系统，数据服务中心，数据通信系统，用户应用系统等。
参考站系统：是固定的GPS接收系统，可以布设一个或多个固定基准站。
站与站之间距离可控制在60公里以内，使用数字移动通信数据链，通过无线网络（GPRS/CDMA）方式访问数据服务中心。
数据服务中心：数据服务中心包括一台上网的服务器型电脑及相关数据处理软件，负责接收、管理、分析、运算参考站和用户终端发来的数据，并发送差分信息供用户终端接收。
数据通信系统：参考站、用户终端与数据服务中心之间的通信通过无线网络（GPRS/CDMA）方式。
参考站通过无线网络（GPRS/CDMA）将数据首先发送到数据服务中心，数据服务中心的数据通过无线网络（GPRS/CDMA）发送到用户应用终端。
用户应用系统：主要是包括一台或者多台带有数字移动通信数据链功能的GPS接收机，通过无线网络（GPRS/CDMA）方式将自身的实时信息发送给数据服务中心，并接收数据服务中心发送来的差分信息进行实时数据采集。
GPS-RTK无验潮技术在围海工程水深测量中的应用
时候通过测深纸上打出的线和软件里的数据比较改正，以测深纸上的为主。这样 一天如果测了几十公里的话内业工作量也会很大，因此我们一般情况下主要看一 些特征点，如果错误的比较多的情况下就需要一一比较。在以上的工作完成时就 需要排序和图形的输出了。排序主要是剔除一些比较密集的点，手动下线的时候 有时会多打出一些点，这样就使有些点重合在一起看不清楚。排序的时候设置好 排序半径就会在该半径范围内只有一个点，这样就没重合了。排序完成后便可图 形输出工作。
2 GPS-RTK 无验潮技术工程实例的操作流程
2.1 架站 首先架设基准站 1、基准站架设在控制点上，Байду номын сангаас控制点通过水准联测具有比较
精确的高程数据。基准站通视良好，无障碍物等影响因素。基站站天线对中误差 不大于±5cm。测船流动站的架设流动站安装在换能器上方，且保持垂直。固定良 好，确保安全。 2.2 测前的准备工作
械负载或电源电压等发生变化，导致设计转速与实际转速不一致。这样，仪器测
得的深度( Zs )就不等于实际水深( Z0 )。由于 ns ¹ n0 所造成的测深误差称为转速误
Z Z DH 差。要求得实际水深 0 ， s 需加上转速修正数(
v )，即有：
Z0 = Zs + DHv
（3-1）
DH v
=
Z
s
(V0 Vn
2.1 求取转换参数： 第一步先在已知点 A 上架设 GPS，并设置相关参数如投影参数、参考坐标系、 发射间隔及最大卫星使用数，差分电文数据格式等，然后输入该点的 WGS-84 坐 标和当地坐标，并把该点设置为基准站。第二步在已知点 B 上架设 GPS，并设置 好相关参数，输入该点的 WGS-84 坐标和当地坐标。通过 A、B 两点的 WGS-84 坐标和当地坐标求得转换参数。 2.2 建立任务： 设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。 2.3 绘制测量计划线：绘制测量计划线在外业数据采集过程中是必不可少的环 节，在 HypackMax 软件测线编辑器中生成测线文件主要用来指导测量船采集水深 数据时的航行路线。 2.4、换能器的固定，吃水线的确定。GPS 流动站测前比对，确定正确的坐标 和高程。测船安装 GPS，FreeSurvey：4-流动站设置（天线高类型、差分信号类型、 电台类型、数据端口设置）。数据输出至电脑（FreeSurvey：→5-ZMax 应用程序→ 数据输出→GGA、VTG→端口选择→发送） 2.3 测量工作 首先打开 HY1600 测深仪，打印参数，校正声速 然后进行工控电脑设置。再 打开 HYPACK 软件，新建项目，并添加计划测线文件，设置 GPS 软件信息和 HYPACK 软件信息主要包括端口信息、参数信息、驱动程序配置、测试有无数据 等。然后开始测量工作 2.4 现场原始数据检查 当结束了一天的外业测量，回到办公室突然发现几条线的数据没有被记录， 这是最槽糕的事情。所以在测量现场都应在主窗口检查一下原始数据，看是否有 问题。 2.5 测量成果内业数据处理及成图 HypackMax 软件内业的处理主要是针对一些测量过程中的“假水深”，假水深 主要是 RTKGPS 的失锁、测深仪在工作时因换能器受波浪及水下悬浮物的影响会 产生错误的数据。RTKGPS 的失琐和测深仪在工作时因换能器受波浪及水下悬浮 物的影响会产生错误的数据使此刻的潮位出现很大的偏差，对于不对的值就需要 在内业中逐一改正。对 RTKGPS 失锁造成的潮位错误会在 HypackMax 软件里判断 出来，潮位的变化是随时间变化的，同一时间段的潮位变化是有规律的并且相差 并不会很大，错误的瞬时潮位会和这一段的其它值相差很大，这样我们结合这一 时间段的潮位来改正错误。除了潮位错误以外还有其它的，这些就需要在内业的
GPS—RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的应用
GPS—RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的应用本文将对GPS-RTK无验潮测深技术的工作原理及其在水深测量中的应用优势进行阐述，并结合案例进行探讨；对影响测量精度的因素进行分析并提出相应的解决对策。
标签：GPS-RTK无验潮测深技术内河水深测量0引言近年来，随着GPS技术在测绘中的应用，GPS-RTK无验潮测深技术在内河水深测量中已被逐渐的应用起来。
传统内河水深测量一般采取交会定位，受到时空等诸多限制，而GPS技术不受时空等限制实现全天数据采集。
在内河水深测量中适宜的工况下应用GPS-RTK无验潮测深技术，大幅提高了作业效率，实现了操作自动化，提升了测量精度，有效降低了测量人员的工作强度。
1内河水深测量的相关概述1.1 GPS-RTK的工作原理GPS通过精准的定位，把实时性的载波进行相位差分并获得实时动态。
基准站需要观测记录GPS数据，并将坐标数据传输至流动站；流动站同步跟踪观测GPS数据，并把收到的基准站数据输入系统进行分析和处理。
对采集和接收的数据进行实时载波相位差分处理，最后计算出精准的定位信息。
差分处理法是RTK 技术中最为主要的数据处理方法。
1.2 GPS-RTK无验潮测深技术无验潮测深技术包括GPS RTK定位系统和测深系统，定位系统负责采集天线相位中心的当前平面坐标，并根据天线相位中心的高程推算换能器底部的高程；数字化测深仪负责测量换能器底部至河床的水深，通过简单的数学运算即可算出河床底部测量点的平面坐标及高程。
便携式计算机用于设置测深、定位设备进行同步观测记录，内业通过改正形成水下地形图。
2GPS-RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的优势GPS-RTK无验潮测深技术大大提高了作业效率和测量精度，实现了厘米级的精度。
无验潮测深技术也不用再进行验潮站的水位记录，对潮位起伏大的水域其测量精度和准度更高。
3某内河水深测量分析3.1测区情况某地区为保护居民和行船的安全拟建一座防波提。
RTK无验潮测量技术用于港口水深测量
RTK无验潮测量技术用于港口水深测量
胡志渠;李雁
【期刊名称】《港工技术》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】介绍使用RTK技术进行无验潮水深测量的基本原理和方法,以及使用这种方法应该注意的地方.通过某港口RTK无验潮水深测量的实践应用,经过比较,证明其测量精度高于传统水深测量方法.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】胡志渠;李雁
【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222;浙江省交通规划设计研究院,杭州,310006
【正文语种】中文
【中图分类】U652.62
【相关文献】
1.GPS-RTK无验潮水深测量技术在长江口航道治理工程中的应用 [J], 颜惠庆;张俊
2.网络RTK支持下的无验潮水深测量方法及其应用 [J], 柯建中
3.CORS RTK无验潮水下地形测量技术在上海潮滩测量中的应用 [J], 秦昌杰;谢敏真
4.CORSRTK无验潮水下地形测量技术在上海潮滩测量中的应用 [J], 秦昌杰;谢敏
真;;
5.GPS-RTK无验潮技术在围海工程水深测量中的应用 [J], 冀念芬;王成志
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
无验潮水深测量原理
无验潮水深测量原理
无验潮水深测量的原理是利用RTK（实时动态差分定位）技术测得的GPS天线精确的三维坐标确定定位点的平面位置，同时结合由测深仪同步测得的水底点水深值，换算出同一平面位置上定位点的水下高程或水深值。
具体来说，无验潮水深测量首先通过RTK技术实时得到厘米级的GPS天线的三维坐标，但高程数据为WGS-84大地高。
而在深水航道治理工程中通常采用吴淞高程系统。
如果能够将WGS-84大地高程转换成吴淞高程系统正常高，则可直接确定泥面的标高而无需验潮数据。
泥面相对于参考椭球面的高程为H泥=H大地高-L-H吃水-H水深。
其中，H大地高可通过RTK接收机测得；L为GPS天线到水面的高，可在外业观测前测得；H吃水为换能器动吃水；H水深可通过测深仪测得。
通过以上公式和测量数据，可以实时获得水下地形点的理论基准面下的深度H。
以上信息仅供参考，建议咨询专业的测量人员获取更准确的信息。
GPS RTK无验潮水下地形测量的应用
GPS RTK无验潮水下地形测量的应用
姜信东
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2017(029)011
【摘要】介绍了GPS RTK+超声波回声探测仪无验潮水下地形测量的基本原理及作业流程.该方法不用专门测定潮位,直接利用GPS RTK+超声波回声探测仪测量技术,辅之以姿态改正和补偿,从而获得高精度的水底地形点的平面位置和高程.以万科(惠东平海双月湾项目)双月湾内、外海的水下地形测量及内海淤泥厚度的测量工程为例,GPS RTK无验潮+超声波回声探测仪水下地形测量结果进行了分析.结果表明,综合运用GPS RTK无验潮+超声波回声探测仪技术进行水下地形测绘,其精度达到规范要求,工作效率和经济效益明显得到大幅度提高.
【总页数】3页(P145-147)
【作者】姜信东
【作者单位】深圳市工勘岩土集团有限公司,广东深圳518057
【正文语种】中文
【中图分类】P22
【相关文献】
1.GPS-RTK无验潮技术在水下地形测量中的应用 [J], 陈奇;周淑波
2.GPS-RTK无验潮水下地形测量技术在牟山湖整治工程中的应用 [J], 郑建;方碧云
3.GPS-RTK无验潮水下地形测量技术在牟山湖整治工程中的应用 [J], 郑建;方碧云
4.GPS RTK无验潮法在水下地形测量中的应用 [J], 汤道运;刘胜华
5.GPS RTK无验潮法在水下地形测量中的应用 [J], 汤道运;刘胜华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
差分GPS与RTK无验潮在水下地形测量中比较
差分GPS与RTK无验潮在水下地形测量中比较摘要：GPS技术不断成熟和发展，如何在海洋测绘中充分利用GPS 技术，使测绘事业更好、更快的发展是不断研究的问题。
本文首先介绍了差分GPS，接着介绍了DGPS、RTK定位技术的原理以及工作组成部分，然后介绍了RTK无验潮情况下的水下地形测量工作原理和方法，最后分析比较了RTK无验潮与DGPS在测量水深中的优劣。
关键词：差分GPS，RTK，水下地形测量，海洋测绘，潮汐改正，无验潮1 前言RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时定位技术,能够实时提供测量点在指定坐标系中的三维定位结果,并能够达到厘米级精度,是GPS应用的重大里程碑。
目前水深测量比较普遍的是使用DGPS 定位技术,需要验潮水位对测深数据进行水位改正。
如果使用RTK 技术加数字测深仪,那么就使得水上测量可以采用RTK无验潮方式进行,既提高测量自动化程度,又可提高测量精度,而且可实现全天候测量。
本文通过比较两种不同的定位技术优劣，对不同条件下的水深测量，可选择不同设备进行测量提供参照。
2差分GPS定位差分GPS定位是利用基准站和流动站两台GPS接收机同时测量来自相同GPS卫星的定位信号，用以联合确定用户的精确位置。
载波相位差分载波相位差分技术简称RTK技术，是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的，它能以厘米级的精度实时提供测站的三维坐标。
对载波相位精度引入的误差只有lmm。
基准站传送的数据是伪距和相位的原始观测量。
用户接收到基准站和本机观测的数据后，利用静态相对测量处理方法对基线处理方法对基线进行求解，然后推算出测量点的坐标，在求解中最棘手的问题是如何求解相位整周模糊度。
求解相位整周模糊度方法很多，最常见的有：三差法，模糊度函数法，频率综合法，快速逼近法等。
这些方法用于RTK技术可分为两大类：有初始化方法和无初始化方法。
初始化后，保持卫星信号不失锁。
一旦信号失锁，需返回起算点重新捕获和锁定。
RTK无验潮测量技术用于港口水深测量
图 1 R T K 无验潮原理示意
图中 h 为测深仪换能器底部到 GPS 天线的高 度; H 为 RT K 测量得到的测深仪换能器底部高程; H 0 为某时刻测量的海底高程, Z 为测深仪实测水深。 H0= H - Z ( 1) 不论海面由于潮水或者波浪影响而升降, 式 ( 1) 中的 H 0 始终是某一时刻实测的海底泥面高程, 它 只和 RT K 测量高程值 H 和测深值 Z 有关。因此 从理论上讲 , RT K 无验潮测深将消除波浪、 潮位和 动吃水的影响, 是一种理想的水上测量方法。
线 , 天线姿态要尽量保持垂直。 3) RT K 作业应尽量避开雷雨天气, 为减小电离 层干扰应该尽量避开中午时间。 4) RT K 作业前要进行严格的卫星预报, 选择卫 星分布好和数量多的时段进行测量。 5) RT K 观测中 , 应确保流动站不受电磁干扰。
5
利用 RT K 技术进行水深测量的优点
2
RT K 无验潮测量技术的基本原理
RT K 无验潮测量是将一台 GP S 接收机安装在
已知点上对 GP S 卫星进行观测 , 将采集到的载波相 位观测数据调制到基准站电台的载波上, 再通过基 准站电台发射出去; 流动站的 GPS 天线安置在测深 仪的测深杆上端 , 在对 GP S 卫星进行观测并采集载 波相位观测数据的同时, 也通过流动站电台接收由 基准站电台发射的信号, 经解调得到基准站的载波 相位观测数据; 流动站的 GPS 接收机再利 用 OT F ( 运动中求解整周模糊度 ) 技术由基准站和流动站的
天津市大沽南路 1472 号 邮政编码 : 300222 电话 : ( 022) 28160808 传真 : ( 022) 28341925
主 出 发
编: 毕 梦 雄 版: 天津港湾工程咨询公司 行: 港工技术! 编辑部 公开发行 定价: 6. 00 元
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无验潮技术在水深测量中的运用
摘要： gps-rtk测量技术最早用在陆上地形测量,由于其具有精度高,操作便利的特性以越来越多由于水上测量。
于本文主要详细阐述无验潮水深测量即gps-rtk在水深测量中的运用,以及传统验潮方法作对比，说明无验潮水深技术测量优越性。
关键词：无验潮gps-rtk 测深运用
概述
传统水下地形测量大多使用差分gps解决平面定位问题，采用验潮数据将测深仪采集的水深数据进行改正，归算到所需要的当地理论基面。
再通过时间将平面位置和水底标高匹配，获得测区三维数据。
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。
采用gps-rtk技术，就可以不需要潮位数据，直接获得所需要的三维数据。
1无验潮水深测量原理
1.1无验潮水深测量系统组成
无验潮水深测量系统主要由gps-rtk、测深系统、水上导航采集软件三部分组成。
测深系统里面有测深仪、换能器。
1.2无验潮水深测量系统工作原理
如图所示，设在某一时刻测深仪采集的水深h2加上船的动吃水h1，就是这一时刻海面到海底的深度，也就是测深仪上显示的数据。
l为gps天线相位中心到测深仪换能器底部的长度。
这一时刻
gps-rtk可获得该点的的三维坐标数据（x，y，h3）。
由图很容易计算出这一时刻的海底标高h=[h3-(h1+h2)-l]。
此时提取的（x，y，h）就是该点的三维数据，也就是最终需要的数据。
式中l是固定不变的，h1+h2是测深仪实时采集的数据，x，y，h3是gps实时采集的数据。
2无验潮水深测量步骤
2.1测区内七参数求取
求取七参数方式主要有两种。
一种是通过各地的测绘主管部门获得数据。
因为他们了解各个区域的数据资料，可以通过他们是数据计算获得该地区的转换参数；另一种方式是自行求取。
具体做法是在靠近测区的岸边选取不少于4个的控制点，一般5个。
这些控制点应该尽量选取在平坦地区，而且均匀分布在测区内。
联测这5个控制点的，分别得出它们的wgs-84坐标和对应的1954北京坐标和1985年水准高程。
最后，取任意其中4个点数据，计算出七参数，另一点供检核使用。
在计算七参数时也可以直接将1985年水准高程换算到当地的理论基面，再计算七参数，此时从移动站rtk 获得的高程，直接就是以当地理论基面为基准的高程。
2.2外业数据采集
2.2.1基准站架设和移动站比对
将gps基站架设到已知控制点上，架设按后电台。
在手簿中输入该控制点wgs-84坐标数据，仪器高等数据。
确认无误后开始发
射。
值得注意的是，架设基准站的控制点最好能位于测区中比较高的位置，这样有利于移动站信号接收。
此时测船工作人员应该将仪器都连接好，在软件中设置好坐标系，投影参数，七参数等。
等等移动站接收到基站的差分信号并固定解以后，将测船靠近岸边控制点进行比对。
不是特殊规定的水下地形测量时。
一般认为平面和高程精度都在±10cm之内，可认为此次比测结果满足要求。
等当天的外业采集结束后也需要进行比对。
2.2.2声速测定和测深仪比对
声速测定和测深仪的水深比对都是在测船上进行的。
在测区内选择一合适位置，将声速仪抛入水中，通过声速仪数据得出该位置至上而下平均声速。
将这个声速值输入测深仪中，进行测深仪水深比对。
一般根据要求，每次工前工后都需进行声速测定和测深仪水深比对。
2.2.3数据采集
一切比对完成后，打开采集软件，调入测线文件，进行外业水深数据采集。
舵手根据测量软件中的导航数据窗口，掌控船的动态使测船在布设好的测线上进行平稳行驶。
在水深采集的工程中，要密切注视测深仪数据和回波是否正常以及rtk定位数据是否为固定解。
一旦发现问题，立刻停止采集。
待恢复正常后方可继续采集。
采集结束比对完成后，将所采集的数据打包、拷贝，移交内业处理。
2.3内业数据处理
水下地形测量内业处理软件业有很多，各软件处理原理可能也
不一样。
但是主要指导思想都是将测深仪采集的水深数据在电脑上进行回放，根据测深仪回波纸上回波进行核对，对采集的原始数据中假水深进行剔除，生成一个处理后的水深文件。
然后再将gps定位数据和处理后的水深数据通过时间匹配，得出三维坐标。
最后通过成图软件进行编辑，绘制，最终出图。
无验潮水下地形内业处理和常规水下地形测量内业步骤处理几乎一样，只是不需要进行潮位归算改正。
3无验潮水深校核检查
无验潮水深校核检查主要是通过验潮方式来进行的。
在进行无验潮测量的同时，可人工验潮一段时间。
后处理的时候提取人工验潮的这部分数据通过潮位处理得出水深图，和无验潮得出的结果相比较，很容易就能检验无验潮测量结果的可靠性。
还可以通过软件将无验潮采集的数据中的潮位（上图中那一时刻的潮位td =
h3-(l-h1)）提取出来，看看潮位曲线是否平滑，来大体判断测量数据的质量。
4无验潮水深测量使用的几点体会：
1、无验潮减少外业采集的的工作量。
特别对于较大面积测量时，解决了由于验潮带来的一系列问题。
比如测区周边没有码头和比较的好的平台进行人工验潮等问题。
同时还节省了验潮人员的费用，控制了成本。
2、避免浪涌等引起的误差。
传统验潮法在测量中由于受到浪涌影响，测深仪换能器随着船的上下起伏而起伏，使测得的水深有瞬
时误差。
在处理时，通过数学模型只能是减弱其影响，而不能消除，因为波浪起伏规律并不是简单的一个数学模型，很复杂。
无验潮法是通过gps天线高程来直接推算水下高程的，gps天线与换能器的相对位置不随船的上下波动而变化，始终固定，所以能直接就避免了涌浪引起的垂直误差。
3、精度高。
传统验潮法测量精度主要取决于潮位数据的质量，而验潮受风浪、人为读数误差影响比较大，同时dgps平面定位精度仅为亚米级，在某些精密工程中已经不适用；而rtk平面定位数据和高程数据精度都可以达到cm级。
由此可以看出采用无验潮水下地形测量使得水深测量这项工程变得轻松、简单、高效，但是目前使用还是有局限性，最远也就是距岸边基准站只有10公里，不过我相信，随着gps技术的发展，特别是gps后差分技术完善，以后远离岸边使用无验潮技术进行水下地形测量的日子也是指日可待的。
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。