RTK GPS 水深测量实施方案
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。
RTK GPS技术在水深测量的运用
RTK GPS技术在水深测量的运用RTK GPS技术的应用，可以提升水深测量的工作效益，让水深测量工作更加的具备效益、效率，其不失为一种先进的测量技术，必将得到更加广泛的应用。
一、RTK的原理。
RTK（Real Time Kinematic实时动态测量）即在基准站上安置一台GPS接收机，对卫星进行连续观测，并通过无线电设备实时地将观测数据及测站坐标信息传送给流动站，流动站一方面同步观测采集GPS卫星载波相对数据，另一方面通过无线电接收设备接收基准站传送的载波相对观测值、伪距观测值等数据，根据相对定位原理进行数据处理，实时地以厘米级（毫米级）的精度给出流动站三维坐标。
1、数据采集。
根据内河航道状况，在大比例尺的航道地形图上，设计好剖面线，把航道地形数据输入到设计好的计算机软件中。
CORS技术主要是用于定位，由于其平面定位时间短，定位精度高，在水面测量更有其优势。
在航道测区内，我们先根据区域的地方坐标系统信息计算好坐标系统的转换参数，在GPS的支持软件内设置好这些参数，根据测深仪、CORS采集的数据格式特点，可利用微机接口程序将其两种仪器的实时采集数据同步存储于设计好的计算机软件中。
在实际应用中，计算机软件一般有着对航道地形图数据的实时显示和修改的功能、与GPS 接口对GPS定位点实时显示的功能、与测深仪接口对测深数据实时显示的功能，并有对测深仪及GPS数据实时同步记录的功能。
由于CORS技术在高程定位上有着很大缺陷，其需要精密的大地水准模型，与卫星观测条件也有着很大的关系，故航道测量只需要在不同测段内对水位进行实时的观测记录，依照水位标高、水深数据来求得航道河底标高。
在河流水流较急，浪较大的时候，还需要对涌浪数据进行观测记录，以便对工作水位进行改正。
这样有了水面高程和水深数据，即可算出航道河底的高程数据了。
2、数据处理。
根据野外采集水深数据、水面高程，河底高程的计算方法应为：H=H’-D（1）水下地形点的高程H等于测深时的水位H’减去测得的水深值D。
GPS-RTK技术配合数字测深仪进行水下地形测量方法的应用
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。
GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用
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-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用探讨
GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用探讨摘要：GPS －RTK技术的发展及其在测绘中的应用，给测绘工作带来了前所未有的大变革。
不仅提高了工作效率，也大大提高了成果的精度。
本文阐述GPS －RTK与数字测深仪组成的水下地形测量系统的工作原理，探讨分析了GPS －RTK 配合测深仪对水下地形测量的精度控制中具有的问题及应对措施。
关键词：GPS－RTK; 测深仪;水下地形测量;引言测绘工作是经济建设、社会发展的基础事业，随着社会的飞速发展，测绘工作的作用越来越重要，同时测量方法和测量仪器也发生了重大的变革。
以往的传统的方法是采用全站仪结合测深仪进行测量，测量工作受气象等条件的影响较大，精度难以保证。
常规测量，工作难度大，外业测量人员也很艰苦，且成图时间长。
GPS技术的兴起和发展，打破了这一传统方法。
近些年来，随着GPS测量技术的不断发展，其已经应用于进行陆地和水下地形测量。
利用GPS －RTK 配合数字测深仪进行水下地形测量大大减轻了野外作业的劳动强度，提高了内外业工作地效率和精度。
本文对GPS －RTK配合测深仪在水下地形测量上的应用进行了探讨。
一、GPS—RTK和测深仪工作原理1、RTK的基本原理RTK是实时动态载波相位差分。
RTK系统由一个基准站。
若干个流动站及通讯系统组成。
其设备是在两台静态型测量仪器问加上一套无线电数据通讯系统(数据)，将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体。
RTK测量时，基准站将观测值和测站坐标信息通过数据链发送给流动站。
流动站通过数据链接收来自基准站的数据，同时采集GPS观测数据。
2、测深仪测量原理测深仪是利用声波反射的信息测量水深的仪器。
回声测深仪的工作原理是根据超声波能在均匀介质中匀速直线传播，遇不同介质面产生反射的原理设计而成的。
测深时将超声波换能器放置于水面下一定位置，换能器到水底的深度可以根据超声波在水中的传播速度和超声波信号发射出去到接收回来的时间间隔计算出来。
GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用
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。
GPS—RTK配合测深仪进行水下测量原理及步骤
GPS—RTK配合测深仪进行水下测量原理及步骤本文就RTK测绘技术配合回声测深仪进行水下地形测量的原理、工作方法、注意事项进行介绍。
标签：GPS-RTK 回声测深仪水下测量随着水利水电工程的大量建设，众多的大型水库、特大型河流、海洋的测量任务越来越多。
传统的河流水下地形测量是在岸边通视条件良好的图根控制点上架设全站仪，用全站仪观测船体的方位，通过计算船体的平面位置，再利用静水水面高程与船体的水深来求得测量点的水下高程。
这种测量方法显然是把平面位置测量和水深测量是分开进行的，测量精度、效率都不能得到很好的保障。
1测深仪种类测深仪就是测量水深的仪器或装置。
有声学、激光、压力、电磁式测深仪，以及纲缆等机械测深装置，较常用的是回声测深仪，利用声波反射的信息测量水深的仪器。
其中有一类超声波测深儀，所使用的声波频率在2万赫以上回声测深仪的问世，使海深测量技术发生了根本性的变革。
目前已有升沉补偿测深仪、拖曳式测深仪、多波束测深仪等多种不同类型的测深仪器，这些都是由于海洋勘探的需要而发展起来的设备。
人们根据工作深度的不同，设计制造了大小不同的测深仪器。
小型测深仪的工作频率在100千赫兹左右，换能器尺寸较小，可在小艇上使用，用于测量几十米到几百米水深的海洋深度。
而大型测深仪的工作频率为数千赫兹左右，换能器尺寸较大，可测量深达10000米的世界海洋最深处的水深。
此外，还有一种双频测深仪。
所谓双频测深仪就是指能用高、低两种不同频率工作的测深仪器。
这种测深仪适用于测量沉积有稀泥的航道，它能用较低的工作频率探测较硬的真海底，或用较高的工作频率探测稀泥表面。
现在，回声测深仪的显示、记录方式也有多种不同类型。
近代测深仪除用放电或热敏纸记录器记录外，还有数字显示及存储，甚至可以和计算机结合起来而自动绘制海底地形图等多种不同方式。
2工作原理2.1回声探测设备是最早的一类水下声学仪器，这种设备得到了广泛地应用所有这样的设备都有一个共同的特点：它们都利用一组发射换能器在水下发射声波，使声波沿海水介质传播，直到碰到目标后再被反射回来，反射回来的声波被接收换能器接收。
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广西右江鱼梁航运枢纽船闸及二期坝主体土建工程
百谷沟抬填区
RTK GPS测量实施方案
中交四航局三公司、葛州坝第五工程有限公司
右江鱼梁航运枢纽项目经理部
一、测量区域
此次需进行测量的范围区域为广西右江鱼梁航运枢纽百谷沟抬填区。
施工范围详见百谷沟抬填区测量地形图。
二、RTK GPS测量简述
1、概述
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。
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，还要同时采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，输出厘米级定位结果，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。
RTK技术在陆地测量和放样的应用中已经比较成熟。
2、设基站及求转换参数
（1）因为RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，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。
所以应将GPS基准站架设在视野较为开阔的已知控制点上，电台天线要尽量高，以保证其能接收到尽可能多的卫星信号，保证与移动站的同步差分，并设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数等，并输入基准站坐标后设置为基准站，另一方面，设站时要限制最大卫星使用数，一般为8颗。
如果太多，则影响作业距离；太少，
则影响RTK初始化。
（2）将GPS流动站先后架设在三个高精度的已知控制点上进行点校正，求得转换参数，保证坐标系与施工坐标系一致。
三、引用控制点坐标
根据在广西右江鱼梁航运枢纽船闸及二期坝主体土建工程我部上报过的Z003、Z004点作为控制点坐标、高程。
该控制点已经监理部门进行审批。
坐标系统和深度基准：
坐标系统：1954北京坐标系
1.5度分带投影
中央子午线经度为107度
深度基准：1956年黄海高程系
广西右江鱼梁航运枢纽百谷沟抬填区工程测量引用控制点
四、测量步骤
1、设立基准站
根据Z003、Z004控制点坐标数据对TrimbleGPS5700进行检测。
把基准站架设在测量引用控制点的Z003点上，测量Z004点现有的坐标与原已知坐标相比较，经过换算无误后，拿TrimbleGPS5700移动
站把控制点放样到百谷沟抬填区附近租住民房的楼顶上架设，再回到Z003、Z004控制点进行校核，校核正确。
证明在租住民房楼顶上架设的控制点是可以使用的。
符合《水运工程测量规范》JTJ—319—2001的规定。
GPS测量成果表见下表：
2、校核百谷沟抬填区业主提供控制点
根据业主提供的电子版百谷沟抬填区的控制点与我部引用到百谷沟抬填区居民房架设的控制点相互校核比较，存在较大误差，不能使用。
详见下表：
结论:因业主提供电子版的百谷沟抬填区控制点与我部测量校核的误差比较大，只有使用Z003、Z004引用的控制点作为百谷沟抬填区的控制点。
3、测量过程
测量的基本作业系统较为简单，主要由Trimble5700GPS移动站接收机和Trimble5700手簿记录外业测量数据；对地形进行实时测量；
通过Trimble5700手簿与计算机双向操作连接，将测量数据读入电脑，用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，绘成CAD 成图，为后续施工及工程验收提供依据和资料。
百谷沟抬填区范围测量纪要：
1、2010年3月15日，进行Trimble5700GPS的调试、安装及校核。
2、2010年3月16日--3月18日测量数据点4797个。
其中3月17日在测量过程中遇到一块面积约为1149m2的池塘、竹林，3月18日遇到一块面积约为568m2的竹林，无法进行测量。
3、2010年3月19日--3月24日测量数据点4875个。
4、2010年3月25日--3月26日测量数据点1647个。
5、2010年3月27日--3月30日测量数据点4124个。
6、2010年3月31日--4月7日测量数据点3403个。
其中4月5日在测量过程中遇到一块面积约为693m2的水塘，4月6日遇到四块面积分别约为591m2、651m2、1735m2、447m2的居民房，无法进行测量。
7、2010年4月8日--4月9日测量数据点2303个。
8、2010年4月10日，进行抬填区范围内的补点。
测量数据513个。
9、2010年4月11日—4月13日，进行内业处理，绘成CAD图。
附：无法进行测量的照片
导航定位仪：Trimble5700
精度: RTK 10mm+2ppm RMS 平面
精度: RTK 20mm+2ppm RMS 高程
初始化时间最小为 10秒+0.5*基线
性能: 单基准站eRTK覆盖范围 1250平方公里虚拟参考展技术RTK最大距离达 70公里。