GPS—RTK无验潮测深技术在内河水深测量中的应用
GPS网络RTK技术在内河航道测量的应用
GPS网络RTK技术在内河航道测量的应用大力发展内河航道运输具有重要的国家战略意义，其中京杭运河的复苏是一项伟大的工程。
然而，在内河航道工程中，水深测量数据的可靠性直接影响着工程设计和建设，因此本文通过对网络RTK技术定位原理分析，通过工程实例阐述了网络RTK在内河航道水深测量的应用。
标签：内河航道网络RTK技术水深测量1概述“十二五”规划以来，我国提出要大力推进内河航道建设，加强内河水运在经济发展中的基础和支撑作用。
2011年年初，国务院出台了《关于加快长江等内河水运发展的意见》，将内河航运上升为国家战略。
京杭运河获得了历史性发展机遇。
京杭运河的改造是一项伟大的工程，是实现中华民族伟大复兴的重要举措。
京杭运河的疏通意义非常重大，所产生的经济利益不可估量。
山东省2011年出台了鲁政发[2011]48号文件，沿河各城市积极响应，大力建设和发展京杭运河，取得显著成绩。
近年来，由于信息化的不断发展，GPS网络也得到了快速发展并广泛应用于航道测量中，将GPS定位技术与通信技术结合起来，提高测量定位精度、使用RTK技术减小基站与移动站的误差，使航道测量中降低人力成本、减小维护成本实现智能化、远程传输、无人化管理的新型测量技术具有重要意义。
2 RTK 定位技术简介GPS 实时动态定位（Real Time Kinematic ，简称RTK）技术是一种将GPS 与数传技术相结合，实时解算进行数据处理，在1～2 s 的时间里得到高精度位置信息的技术。
20 世纪90 年代初，这项技术一经问世就极大地拓展了GPS 的使用空间，使GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来，开始广泛运用于工程测量领域。
使用RTK 技术可以方便、快捷、高效、快速地实现高精度的测量作业，但是RTK 技术仍存在着一定的局限性，使其在现实应用中受到了限制，主要表现为：①用户需要架设本地的基准站；②误差随距离的增长而增大；③误差的增大使流动站和基准站之间的距离受到限制（<15 km）；④数据的可靠性和可行性随距离的增加而降低。
GPS RTK技术在水深测量中的应用
兴 起 。 以往 的水 深 测 量 多采 用 交
会 定 位 ，故 测 量工 作 受气 象 的影
响较 大 ，精 度 难 以保证 ，测 量 工
作 难 度 大 ，外业 测 量 人 员也 很艰
水 深水 位＝ Ｈ＋ ｈ
Ｚｍ ＝ ｚ 一 水位＝ ｚ 一 （ Ｈ ＋ ｈ １（ １ ）
当地坐标 ，求得转换参数 。
２ ． 建立 任务 ，设置好坐标 系、投
影 、一级变换及 图定义 。
３ ． 作 计 划 线 。 如 果 已经 有 了测 量
在 延迟 校 正 中加 以修 正 ，修正 量可
ｉ 在 斜坡 上往 返 测量 结果 计算 得 到 ， 也 可 以采 用 以往 的经 验数 据 。
使 用数 ，关 闭转 换 参数 和七 参数 ， 输 入 基准 站 坐标 （ 该 点 的单 点８ ４ 坐
向 、横 摆 、纵摆 等参 数 ，通 过专 用
化。
的的测量软件接入进行修 正。
３ ， 如 果 不 是使 用七 参 数 ，则 在 设
ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｔ ｏ （ 二） 采 样速 率和 延迟 造成 的 ！ 置 基 准 站 时 要 使 Ｔ 标 ）后 设 置 为 基 准 站 。 误 差 ｉ ＷＧ Ｓ ８ ４（ 转 换 到 ＷＧ Ｓ ８ ４ 坐标 系 ）处 Ｇ Ｐ Ｓ 定位输 出的更新率将直接影 ， 于ｏ 二是将Ｇ Ｐ Ｓ 移动站架设在 已知点 ． ｆ ｆ （ 关闭 ） 状态 。 Ｂ 上 ，设置 好 参 考 坐 标 系 、投 影 参 “ 晌 到 瞬时采 集 的精 度 和密度 ，现在 ４ ． 如 果使用 七参数 ，则 △ｘ、△ 数 、差 分 电 文 数 据 格 式 、接 收 间
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。
无验潮模式下的GPS水下地形测量的应用[]
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无验潮模式下的GPS水下地形测量的应用[]摘要：本文介绍了无验潮模式下GPS水下地形测量的工作原理，着重分析了船体姿态对测量精度影响，归纳总结了该模式下水下地形测量的工作流程和提高测量精度的相关措施，同时结合工程实例验证了无验潮模式下的GPS水下地形测量符合绘制大比例尺地形图的精度要求。
关键词：无验潮模式；GPS；水下地形测量；精度分析1 引言传统的水下地形测量为了获得每一时刻的潮位，需设立验潮站以进行验潮观测，将观测的潮位资料进行内插，以作为水下地形点高程的起算面。
此方法工作量大，并且当测区超出验潮站的有效作用范围时将难以获得水下地形高程数据。
随着OTF技术的日益成熟, 整周模糊度可以在很短的时间内被精确确定, 从而保证了GPS载波相位实时差分技术（RTK）能够在动态环境下获得厘米级的水平定位精度和高程定位精度[1]。
这使得在无验潮模式下采用GPS-RTK进行水下地形测量成为可能。
本文通过不同水域的工程实例论证采用GPS-RTK作业方式的可行性与可靠性，并且详细叙述了水下地形测量的作业步骤。
2 无验潮模式的水下地形测量原理与方法2.1 工作原理在无验潮模式下，在已知点上架设基准站，同时将GPS流动站架设于换能器正上方，利用GPS差分测量精确获取流动站相对基准站的相对高差，并通过该相对高差反求流动站的GPS相位中心的高程，利用测量所得的GPS高程以及测深数据，从而求出水底地面高程[2]。
测量原理如图1所示，图1中，已知点的正常高为，基准站天线高，流动站天线高（GPS天线相位中心到换能器的垂距），测深数据为，基准站GPS天线处的大地高和正常高分别为，，流动站GPS天线处的大地高和正常高分别为，，高程异常为。
由图1可知，基准站、流动站天线相位中心的正常高为：(2)式中为换能器相对于高程基准面的瞬时高程。
当基准站与流动站之间的距离不是很远(30KM以内) 时，则下式成立(3)顾及式(1)、(2)，则为(4)故水底地面的高程为(5)上述测量方法摒弃了传统的潮位观测，实施操作起来简单、快捷，大大提高了工作效率。
GPS-RTK技术在水利工程测量中的实际应用
GPS-RTK技术在水利工程测量中的实际应用摘要：GPS-RTK技术在水利工程测量中得到了广泛利用，不仅保证测量结果的准确性，为水利工程提供便捷，提升测量工作效率。
本文介绍了GPS-RTK技术的原理及优势，就GPS-RTK在水利工程测量中的应用进行探讨。
关键词：水利工程；GPS-RTK技术；碎部地形测量GPS-RTK技术作为一种高空间定位精度和高效测量方式，近年来在水利工程测量中的应用越来越广泛，通过此技术中的数据控制程序，减轻了人工操作的负担。
在水利工程测量工作中，通过GPS-RTK技术的应用，能够有效解决在以往测量工作中作业中存在的弊端，确保测量的高精准度，为水利工程测量提供重要的技术保障。
1 GPS-RTK测量技术概述对传统的PS测量工作来说，在数据获取后计算得到精度较高结果，差分定位可以在获取数据的同时，得到实时的厘米级精度的数据，以流动信息处理站接收GPS数据，结果可以达到厘米级精度，避免数据传递出现困难和误差。
RTK是实时测量技术的一个重大突破，以载波相位为传播介质，由接收站、数据流、移动接收站等三大部分组成，以此接受由基站传输的坐标数据，将三维坐标和运动姿态实时传递，提高移动站点的计算精度。
为了解决技术应用问题，将RTK测绘技术与GPS技术相结合，通过GPS系统得到准确传递，解决RTK技术传输数据这一致命缺陷，保证GPS-RTK测量技术合理应用。
2 GPS-RTK技术的原理在GPS-RTK技术方案实施的过程中，也称为载波相位，动态拆分技术利用已有的基准站位置对卫星载波进行观测之后，再通过观测到的数据与每一颗卫星的位置进行有效的协调，尔后再发送相应的载波完成信息的传递，得到最终的测量结果。
这一技术方案属于动态化的定位技术，能够实时地提供相对应的数据，同时也可以接收连续性的卫星信号，通过电台将收集到的一系列数据进行传输，在流动站中接收相关的数据之后，再配合着卫星信号来搭建良好的数据链，利用拆分处理的方式，得出最终数据值之后进而做好信息的记录工作，使最终测量结果能够具备较强的可靠性。
GPS-RTK技术在水深测量中的应用
GPS-RTK技术在水深测量中的应用陈剑【摘要】GPS-RTK技术在陆地测量的应用已经比较成熟,在海洋和海洋工程的测量和应用也正在兴起.通常水深测量采用交会定位,存在受气象的影响大、测量工作环境艰苦、成图时间长等问题.介绍GPS-RTK技术基本原理,总结水深测量作业的基本方法,并分析影响测量精度的因素,实例分析结果表明,GPS-RTK不仅能够完成水深测量工作,并且能够解决传统测量方法精度低、强度大、效率低等问题.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(024)008【总页数】2页(P65-66)【关键词】GPS-RTK;技术;水深测量【作者】陈剑【作者单位】深圳市深水水务咨询有限公司,广东深圳 518003【正文语种】中文GPS-RTK水深测量系统主要包括：数字化测探仪、GPS接收机2台、软件系统三个子系统构成，如图1所示。
其工作原理：至少2台GPS接收机(1台流动站、1台基准站)同时工作，利用载波相位差分技术实时处理2个测站的载波相位，并进行差分处理，实时地提供测站在指定坐标系统中的三维定位结果，RTK进行水深测量的工作原理和模式如图2所示。
无验潮水深测量时，水深值和水底高程的计算公式如式(1)所示。
其中，h为GPS接收机天线到水面的高度；H为GPS接收机测得的高程(水准高)；S为测探仪测得的水面到水底的深度；B为水底到水准面的距离(即水深值)；C为水准面到水底的距离(即水底高程)。
2.1 测前准备1)求转换参数。
(1)将GPS基准站架设在已知点A上，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，关闭转换参数和七参数，输入基准站坐标(该点的单点84坐标)后设置为基准站。
(2)将GPS移动站架设在已知点B上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔，关闭转换参数和七参数后，求得该点的固定解(84坐标)。
(3)通过A、B两点的84坐标及当地坐标，求得转换参数。
GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用
GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用
GPS-RTK测量技术是一种基于全球定位系统(GPS)原理的精密测量技术，其应用广泛，包括在水利工程测绘中。
在水利工程测绘中，GPS-RTK测量技术可用于测量地形、水位、河道变形、水库变形
等方面。
其主要应用包括以下几个方面：
1. 水位测量：GPS-RTK测量技术可以实时获取水位数据，无需人工巡视，大大提高了测量效率和准确性。
通过多个GPS接收器的同时观测，可以实现对水位的连续监测和记录，以及对水位变化的分析，为水库调度和洪水预警提供可靠的数据支持。
2. 河道变形测量：GPS-RTK测量技术可用于监测河道的变形和河床演变情况。
通过设置多个GPS接收器，可实时监测并记录河道的三维形状，包括河道宽度、深度、河底高程
等参数，为河道治理和水工结构设计提供可靠的数据依据。
GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用十分广泛，可以实时监测并记录各类水利
工程中的重要参数和变形情况，为工程设计、维护和管理提供可靠的数据支持，提高了工
程的准确性和安全性。
GPS-RTK测量技术在水利工程测量中的应用
GPS-RTK测量技术在水利工程测量中的应用摘要：水利工程建设开始前，通过测绘技术了解施工场地地形地貌，合理规划使用促进施工场地土地使用效率提升。
水利工程地形测绘时要利用相应技术、设备，结合地形情况选择制定合适的测绘方案，大幅度提高测绘质量与效率。
文中全面分析水利工程测绘的技术要点与措施关键词：工程测量；GPS-RTK测量；技术应用引言：GPSRTK技术具有十分明显的应用优势，在水利工程测量作业中应用该项技术可以保证很高的工作效率和质量。
在具体的应用中GPSRTK技术仍有一定的缺陷，水利工程测量工作过程中，工作人员首先要确保规范的使用该技术，根据实际情况采取有效措施控制该技术的影响因素，不断地提高测量的精确度，从而能够将水利工程测量工作顺利完成。
1 水利工程测量工作的重要性我国人口数量持续增加及城镇化建设加快，使可用土地资源面积不断减少，需要制定合理的土地规划使用方案。
土地资源合理利用前，要全面了解地形、地质、水文条件，确保规划方案的合理性。
测量水利工程地形时，对测量技术人员是一项挑战，我国地域广阔，选择合适的测绘技术具有现实意义。
测绘初期就开始应用测绘技术，正式测绘开始前，测绘技术人员依据地形特点，全面对比分析几项待选的测绘技术，做好前期数据采集工作，以此为基础完成测绘工作。
测绘工作开始后，严格遵守相关标准，利用先进设备技术完成测绘，避免测绘失误影响工程进度。
工程测绘工作是保证水利工程生产安全的基础，工程测绘贯穿水利工程设计、施工及生产全过程，处于极为重要的地位。
水利工程设计时严格遵循规章制度，并将编制好的地质说明书提供给地质部门，技术人员分析地质报告的可行性，了解水利工程开采时可能遇到的地质情况，这是水利工程生产的重要性基础资料。
2 水利工程测量工作中GPS-RTK技术的实际应用2.1在测量河道地形工作中GPS-RTK技术的应用水利工程建设中经常需要测量河道地形图，然而因为河道地形中包含着大量的水下内容，而水下的河道除了具有十分复杂的特点之外，更是测量工作者通过肉眼无法观测到的，所以在水利工程测量中河道地形的测量工作属于一个非常关键的难点。
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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。
水深测量范围3.1*1Km。
3.2所需仪器
一套1+1 GPS RTK、单波速测深仪等。
3.3测量实施
（1）测量前准备工作：创建测量文件，并设置好投影参数、坐标系统、测量范围的坐标等。
（2）外业数据采集：①内业设置任务，进行点校正后，在已知控制点上架设基准站接收机，并输入所在坐标，进行基准站GPS数据采集并设置好电台进行数据发射；②连接好测量船上的流动GPS接收器、数字化测深仪及计算机等，通电。
将参与测量的仪器全部设置好，并改正天线偏差，校正延迟，再进行外业数据采集。
在设置时解模式时，应采用RTK外推模式。
流动站、基准站电台频道一致（均为1）；记录限制采用RTK固定解。
（3）数据处理：将测深仪采集的数据通过相应处理软件导入计算机，再利用成图软件来进行图形的绘制工作，包括：分析水深数据、纠正水深深度、注记高程、等高线绘制、图形处理和数据后处理，最后得到所测内河的水深图。
（4）测量结果输出：将所有测量所得结果通过绘图设备输出，再整理好原始数据、技术总结等成果文件经质量检验及验收后交付使用。
4影响内河水深测量精度的因素和相应对策
4.1 RTK的测量范围：在内河水面进行GPS测量作业，由于没有障碍物遮挡，RTK的测量距离要远点。
将基准站、流动站电台发射及接收天线尽量设高，则RTK可到达较远的作业距离。
在某些项目中，由于测量控制点主要布置在岸侧，水深测量范围只有利用岸侧的高程点进行高程拟合后进行外推，随着测量范围的扩大，水深测量范围距岸侧越远，理论来讲点校正成果适应性越差即大地高程异常拟合精度越差。
因此在内河水深测量中，应尽量使点校正所采用的控制点包围整个测区，从而提高平面和高程改正的精度。
例如尽量在河道两侧、内湖四周等均匀布设用于点校正的测量控制点。
4.2 换能器安装偏差及船体倾斜的影响：由于换能器杆连接GPS天线和换能器，若安装不垂直，形成的偏角将导致GPS天线所测平面位置与换能器所测河床底的位置不同；由GPS天线相位中心高程推算至换能器底部的高程及测深仪所测换能器底部至河床底的水深均存在系统误差，因此在测量中应保证换能器杆的垂直安装。
4.3 RTK高程可靠性的影响
在内河采用无验潮测深技术时，RTK高程精度受到广泛的关注。
在作业前，可把RTK测量的水位和人工通过水尺测量的水位进行对比观测，对其可靠性进行判断。
本测量案例证明，RTK的高程在固定解时具有较高的可靠性。
为保证测量作业的无误性，可对采集数据中的高程信息进行水位曲线的绘制，在根据这一曲线的圆滑度对RTK高度有无跳点进行分析，再应用圆滑修正法对跳点进行纠正和改进[3]。
4.4 采样速率和延迟的影响
GPS定位输出信号的更新速率会对即时数据采集的精度和密度产生直接性影响，当前大部分GPS-RTK的最高输出频率达到20HZ，而由于测深仪输出速率的不同，在一定程度上会导致数据输出的不同延迟。
所以，数据定位时刻和水深测量时刻的时差会引起定位的延迟。
对于该种延迟，可采取延迟校正进行修正，具体的修正值可根据斜坡返测量结果计算获得，也可按照以往经验进行调整。
4.5 测量船体摇摆的影响
测量船的摇摆情况会对测量数据的精准度有一定的影响。
可应用电磁式姿态仪修正测量船的摇摆情况，包括位置和高程两方面的修正[4]。
该仪器可把测量船的航向、摇摆等参数输出，再通过专业软件完成修正工作。
5结论
将GPS-RTK技术应用到内河水深测量中，改进和创新了传统内河水深测量模式，大幅缩短测量时间。
不用修正换能器和测量船只的动态吃水情况，对测量获得的数据采取声速、船只摇摆的修正，有效提高测量数据的精准性和可靠性。
总而言之，应用GPS-RTK无验潮测深技术来测量内河水深，是一直经济、高效、科学、简便的测量技术。
参考文献
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[2] 惠武权.GPS-RTK技术在河道测量中的应用[J].中国水运.2014，14（01）：318-319
[3] 吴仍武，邹时林，张威. GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用[J].高校讲坛.2013，35（2）：113-114.
[4] 张逸仙.GPS-RTK技术在曼转河水库测量中的应用[J].云南水力发
电.2010，16（04）：90-92.。