华测D330测深仪在水上测量中的应用
水上测量中RTK技术的应用研究
水上测量中 RTK技术的应用研究摘要：文章以水上测量中RTK技术的应用为研究对象，首先对水上测量的特点进行了简单的介绍，随后分析了RTK技术在水上测量中的具体应用，最后提出了一些水上测量RTK技术应用注意的问题，希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词：水上测量；RTK技术；应用实践前言：工程建设的实施，离不开测绘工作提供的位置空间数据支持。
在水利工程建设过程中，则需要做好水上测量工作的开展。
RTK技术是水上测量常用的一种技术，该项技术能够进一步提升GPS的定位精度，从而更好地测绘出水深、水下地形等，助力相关工程建设稳定顺利开展。
通过加强对水上测量RTK技术的应用研究分析，能够有效推动相关水利工程建设实现更好发展。
1.水上测量的特点分析相较于地上测量，水上测量有着以下几点鲜明的特点：（1）在实际开展水上测量工作时，一般需要采用组合测量设备仪器，才能满足多样化测量需求。
相关测量需求有水上打桩测量、水下地形测量以及水深测量等，其中对水下地形测量而言，除了应用RTK，还需要应用专门的测深仪。
（2）在实际开展水上测量工作时，由于无法在水面上固定仪器设备，因此也难以应用陆地测量常用的转点测量方式，尤其是在进行海上测量时，对航线控制非常关键，需要严格按照设计好的测量线路前进，否则很容易影响水上测量的精度[1]。
（3）相较于陆地测量，水上测量作业难度更大，且对最终测量的精准度与实时性也有着较高的要求。
并且在开展水上测量作业时，还会应用到验潮站数据，以保证水上测量作业的质量水平。
1.水上测量中RTK技术的应用关于RTK技术在水上测量之中的应用，文章本次主要以水深测量为例，以下是具体分析：首先，应用RTK技术进行水深测量，应做好以下几点准备工作：（1）计算转换参数。
先结合现场实际情况，完成GPS基准站架设，假设已知架设点位置为A点，然后完成坐标系、投影参数、最大卫星使用数、差分电文数据格式的设置，并将转换参数与七参数关闭，再输入A点的单点84坐标，完成基准站设置。
测深仪的用途
测深仪的用途测深仪是一种用来测量水深的仪器，常用于水文学、海洋学、地质学等领域。
它通过测量从水表面到水底的距离，可以为科学研究、勘测、工程设计等提供重要的数据。
测深仪的主要用途如下：1.海洋测深：海洋是地球表面最广阔的水体，海洋中的水深是非常重要的信息。
测深仪可以用来测量海洋中各个位置的水深，有助于绘制海底地形图、制定海洋航行航线、了解海洋生态等。
2.湖泊测深：湖泊是比较集中的水体，测深仪可以帮助研究人员了解湖泊的水深分布情况，有助于湖泊环境管理、监测水质、评估水资源储备等。
3.河流测深：河流是水资源的重要组成部分，测深仪可以帮助测量河流的水深，了解河道的变化情况，有助于水资源管理、河流治理和防洪减灾工作。
4.水库测深：水库是人工建设的水体，测深仪可以用来测量水库的水深变化情况，有助于水库调度管理、水库水量计算、灌溉等工作。
5.航海测深：对于航海而言，了解水下障碍物的位置和水深是非常重要的。
测深仪可以帮助船舶及时获取水深信息，以保证航行安全。
6.海洋科学研究：测深仪可以帮助科学研究人员了解海洋中的地貌、地质构造以及海底生物等情况，进一步推动海洋科研的发展。
7.水下工程勘测：在设计和建设水下工程项目时，测深仪可以帮助勘测人员测量水深，为工程设计和施工提供准确的数据基础，确保工程的安全与稳定。
8.渔业资源评估：测深仪可以用来测量水域的水深，了解水深对渔业资源的分布和生态环境的影响，有助于评估捕捞量、制定合理的渔业管理措施。
总之，测深仪作为一种测量水深的专业设备，广泛应用于水文学、海洋学、地球科学、水资源管理等领域。
通过测量水深，可以获得有关水体结构、水资源储备、地表地貌、水下障碍物位置、水域生态环境等重要数据，为科研、勘测、工程设计提供重要依据，促进人类对水环境的科学认识和有效管理。
测深仪D330使用说明(给客户)资料
一、室内准备阶段1、保证各设备充满电。
2、保证测深仪能正常开机，鼠标等附属设备能用，测量导航软件提前注册好（HydroSounder 软件和HydroSurvey软件），数据通讯测试好，如：GPS数据可输入HydroSurvey软件、HydroSounder软件可测水深（若测试，要插换能器且换能器一定要放水里，以防打坏换能器或损坏工控机）、水深数据可输入HydroSurvey软件。
3、保证GPS搜星、固定正常，输出GPGGA格式正常，注册正常。
4、控制点或参数找好，若需要做背景图提前做好。
5、带好软件狗。
二、外业准备阶段1、正常架设RTK（1+1），正常固定后去做点校正。
注：如果在同一个工地多次架站，注意HydroSurvey软件没有“重设当地坐标”功能，所以第二次、第三次。
架站，一定架设在已知点或每次都重新做点校正。
2、上船安装好换能器，保证换能器吃水深浅合适，固定换能器连接杆子时保证杆子垂直于水平面，保证杆子上下固定、前后固定、左右固定，连接好测深仪各设备后，测深仪开机。
注：换能器建议安装在中间靠船头方向一点的地方（船头上下跳动较大，船尾发动机、螺旋桨容易产生杂波），吃水可0.3-1.3米不等，一般湖泊、河流吃水小一点，海洋测量吃水深一点，一般0.5-0.6米（吃水太浅容易产生气泡，吃水太深，岸边测量容易换能器搁浅）。
三、施测前设置1、打开HydroSounder软件，点“设置”→点“参数设置”，出现如下界面：设置方法：吃水按实际吃水填写，其它建议都用默认或自动。
2、参数设置好后，点“控制”→“连接”，此时可以看到正常的水深图，如下图，然后可以把此软件最小化，不要关闭。
在测量过程中此软件不要关闭，可以最小化，还要经常查看水深是否异常，图形是否正常，参数是否合适。
3、新建任务①、打开HydroSurvey软件，点“工程”→“新建工程”，如下图“工程名称”默认此刻的时间，建议不要修改，保存路径默认安装目录中的“Project”文件夹中，建议不要修改，其它坐标系、投影、基准转换、水平平差、垂直平差和手簿中“当前坐标参数”中的内容一样，全部抄过来。
测深仪说明书
华测测深仪产品系列D330测深仪操作手册第一版上海华测导航技术有限公司二○一○年九月目录第一章测深仪的工作原理 (1)§1.1测深仪简介 (1)§1.2测深仪的技术原理 (1)§1.2.1回声测深的原理 (2)§1.2.2测深仪相关参数 (2)§1.3测深仪的相关名词 (4)§1.3.1水深数据分类 (4)§1.3.2数据格式 (4)§1.3.3测量周期设置 (5)§1.3.4声速设置 (6)§1.3.5吃水深度设置 (7)第二章D330测深仪 (8)§2.1性能指标及特点 (8)§2.2标准配置单 (10)§2.3安装连接图 (11)§2.4测深软件主界面 (12)§ 2.4.1主菜单 (12)§ 2.4.2快捷工具栏 (13)§ 2.4.3状态栏 (14)§ 2.4.4测量参数设置 (14)§ 2.4.5调用屏幕键盘 (15)§2.5操作步骤 (16)§ 2.5.1水深数据采集 (16)§ 2.5.2水深数据回放 (16)§ 2.5.3水深数据复制和备份 (17)第三章与GPS联机测量 (18)§3.1连接GPS (18)§ 3.1.1与GPS设备的连接安装 (18)§ 3.1.2连接安装的注意事项 (18)§3.2水上测量软件的设置 (19)§3.3升级和注册 (22)§ 3.3.1固件升级 (22)§ 3.3.2注册测深仪 (22)第四章其他相关操作 (28)§4.1触摸屏的校准 (28)§4.2整机的维护注意事项 (30)§ 4.2.1主机的维护 (30)§ 4.2.2换能器的维护 (30)§ 4.2.3换能器连接杆的维护 (31)§ 4.2.4安全注意事项 (33)附录联系方式 (34)第一章测深仪的工作原理第一章测深仪的工作原理§1.1测深仪简介首先感谢您选择了华测D330型测深仪，这里我们将向您介绍该仪器的性能、操作和使用要点，它对于您掌握和使用这台仪器会有一定的帮助，并通过您的熟练应用为您带来外业工作上的方便、快捷和理想的测量成果。
如何使用测绘仪器进行海洋测量
如何使用测绘仪器进行海洋测量使用测绘仪器进行海洋测量导语：海洋测量作为一项重要的技术活动，对于海洋资源开发、海洋环境保护以及海洋国土的管理，都具有至关重要的作用。
本文将介绍如何使用测绘仪器进行海洋测量，包括测深仪、声吸收计、测量船等。
一、测深仪的使用1. 测深仪是海洋测量中最常用的仪器之一。
它利用声波在水中传播的特性，通过测量声波的往返时间来确定水深。
在测量之前，需要将测深仪安装在船上，并调整好仪器的参数。
然后，仪器会向水中发出声波信号，当声波遇到海底后，会被反射回来。
仪器通过计算声波的往返时间和声速，就可以得到水深的值。
测深仪的使用需要一定的训练和经验，操作人员要能够准确读取和记录测量数据。
2. 在进行测量时，需要注意一些问题。
首先，要保证测深仪的准确性和可靠性，定期检查和校准仪器是必不可少的。
其次，要确保船只的稳定性，避免因为波浪或船体震动等原因导致测深仪数据的误差。
此外，还应注意人为因素的控制，比如人员的操作失误、数据记录错误等。
只有在各个环节都严谨操作，才能保证测深数据的准确性和可靠性。
二、声吸收计的使用1. 声吸收计是一种用于测量海水中声波传播衰减的仪器。
它通过测量声波信号的强度变化，来推算水质的变化。
在实际应用中，声吸收计通常被安装在船体底部，或者通过浮标等装置悬挂在水中。
当仪器开始工作时，会发出一系列的声波信号，经过一段时间后，仪器会计算声波的衰减情况，并将结果记录下来。
通过这种方式，就可以得到一定区域内水质的变化情况。
2. 在使用声吸收计进行海洋测量时，需要注意以下几点。
首先，要选择合适的声吸收计仪器，并根据实际情况进行安装和调试。
同时，还要掌握仪器的操作方法和操作要领，以便正确地进行测量。
其次，要注意环境的影响，比如风浪的影响、海水温度的变化等。
这些因素都可能对声波的传播和测量结果产生影响，需要进行相应的校正和修正。
最后，要及时记录和保存测量数据，以备后续处理和分析。
三、测量船的使用1. 海洋测量需要使用到专门的测量船，以便携带和操作测绘仪器。
测深仪水上测量应用
测深仪水上测量应用一、引言随着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---无验潮水下地形测量应运而生，因其具备全天候、精度高、作用距离远、效率高的特点，与传统的测量方式相比有着巨大的优势，极大地提高了工作效率，被广泛的应用于各种工程测量之中，本文结合实践经验，介绍无验潮水下地形测量方法及应用。
二、测深仪的原理利用超声波穿透介质并在不同介质表面会产生反射的现象，利用超声波换能器（探头）发射超声波，测出发射波和反射波之间的时间差来进行测量水深。
声波在水中的传播速度为V，换能器（探头）发出超声波，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收，测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则：Z = Vt/2；同时根据探头上固定杆的刻度可获知水面与探头之间的距离，即吃水深度，两者之和即为最终水深。
三、无验潮水下地形测量基本原理水下地形测量的主要任务是确定水下某一点的泥面标高，即下图A点的平面坐标(X, Y,Z) 普通的DGPS测量的高程值h0精度比较差，满足不了要求，为了解决水下地形测量，在精度要求不高的地方需要人工的方法检验潮位，这就是常规的验潮方法。
说明：h为GPS天线到水面的距离（即天线高）。
a为吃水。
b为换能器杆子的长度（常数）。
s为换能器底部到水底的深度。
H为水深。
h0直接由RTK实时测得。
另外：Z=h0-h-H=水位-H 其中h0-h即为常说的水位。
如上图所示可知Z=h0-b-s 其中水底高程Z只和h0及S相关，与潮位无关，从而达到无验潮效果。
四、水下地形测量要求及设备水下地形测量的工作主要由RTK接收机、数字化测深仪、内置导航软件等组成。
为满足码头施工的需要，根据项目设计要求，需对该水域进行1:500水下地形图测量。
作业采用的仪器设备软件有：华测X91GNSS(1+1)华测D330单频测深仪华测Hydronav导航软件AUTOCAD辅助成图系统五、水下地形测量的具体实施水下地形测量分三部分：前期的准备工作，外业数据采集，内业处理及成图输出。
SDE-230测深仪操作说明
金属材质、开圆孔，便于沉入水中， 直径50公分左右即可，过大不方便携 带，过小影响比对效果；
钢丝测绳（或者铁链都行），有 刻度标记，用于识别比对板下放深度。
1）当进行声速校对时，要使SDE-230控制软件处于测深状态，将声速比 对板放入水中，置于换能器正下方，在SDE-230控制软件中选择『设置』 →『参数设置』，进入『测量设置』界面，在『测量设置』界面，点击 『校正』，进入『声速校正』界面。
原始测量数据（ 数据）
Ln-h.dat (高程数据)
Ln-d.dat (水深数据)
①
采
南方CASS格
集 水
式文件
深
（ln.dat数据）
取
样
采集水深取样数据（ln.dep 数据）
② 综合改正输出
4） 测量成果输出成图（在CASS软件中进行）
声速比对操作方法
由水深测量的原理可知，测量时只有使用准确的声速值，才能保证测量水 深的准确性；高精度的声速测量要用到声速仪等专业测量仪器，一般的测量客 户，可以使用声速比对板，通过SDE-230软件中的声速校正功能来求算声速。
『注册测深仪』：选中后弹出测深仪注册界面，按照提示， 正确输入注册码，点击“注册”可完成测深仪注册。
『设备信息』：选中后弹出设备信息界面，可以 查看测深仪磁盘空间信息、测深仪硬件信息，包 括机号、注册剩余时间、固件版本等信息。
§起始增益：将接收增益在0dB基础上全程提 高，增加放大倍数。
§复杂水域测量：“复杂水域测量”功能是 能用于河道落差大、水流湍急、含沙量大、 水域浑浊时作为性能补偿，在这类水域中测 量时可以选择“开”来补偿测深仪的抗干扰 性能。
§时间门限：将接收增益控制在一定的范围内， 此范围随水深值得变化而变化。锁定回波信号， 滤除回波信号范围外的接收信号。
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。
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华测D330测深仪在水上测量中的应用
摘要：测深仪原理，介绍无验潮测量关键词：无验潮 RTK 水下地形测量，测深仪一.引言
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---无验潮水下地形测量应运而生，因其具备全天候、精度高、作用距离远、效率高的特点，与传统的测量方式相比有着巨大的优势，极大地提高了工作效率，被广泛的应用于各种工程测量之中，本文结合实践经验，介绍无验潮水下地形测量方法及应用。
二.测深仪的原理
利用超声波穿透介质并在不同介质表面会产生反射的现象，利用超声波换能器（探头）发射超声波，测出发射波和反射波之间的时间差来进行测量水深。
声波在水中的传播速度为V，换能器（探头）发出超声波，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收，测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则：Z = Vt／２；同时根据探头上固定杆的刻度可获知水面与探头之间的距离，即吃水深度，两者之和即为最终水深。
H = 吃水+ Vt／２
三无验潮水下地形测量基本原理
水下地形测量的主要任务是确定水下某一点的泥面标高，即下图A点的平面坐标(X, Y,Z) 普通的DGPS测量的高程值h0精度比较差，满足不了要求，为了解决水下地形测量，在精度要求不高的地方需要人工的方法检验潮位，这就是常规的验潮方法。
GPS（x,y,h0）
水面A点(x,y,z )换能器
h
a s H
其中：
h=天线高a=吃水H=水深
b=
杆长b
水底
说明： h 为GPS 天线到水面的距离（即天线高）。
a 为吃水。
b 为换能器杆子的长度（常数）。
s 为换能器底部到水底的深度。
H 为水深。
h0直接由RTK 实时测得。
其中h0-h 即为常说的水位。
如上图所示可知其中水底高程Z 只和h0及S 相关，与潮位无关，从而
达到无验潮效果。
四 水下地形测量要求及设备
水下地形测量的工作主要由RTK 接收机、 数字化测深仪 、内置导航软件等组成。
为满足码头施工的需要，根据项目设计要求，需对该水域进行1:500水下地形图测量。
作业采用的仪器设备软件有：
华测X91GNSS(1+1)
华测D330单频测深仪
华测Hydronav 导航软件
AUTOCAD 辅助成图系统
五 水下地形测量的具体实施
水下地形测量分三部分：前期的准备工作，外业数据采集，内业处理及成图输出。
1 前期的准备工作。
a. 控制点数据的收集，施工区域位置的确定，施工区域计划线的绘制。
b.测深仪换能器的绑扎，换能器一般绑在距离船尾1/3为宜，吃水深度以超过0.5米为佳。
c.任务的建立，设置坐标系、投影、转换参数。
d.施工区域计划线的绘制。
如下图按1:500的要求，将施工区域按5米间隔将整个区域分布好。
2 外业的数据采集
a.RTK作业：将GPS基准站架设在固定的位置，启动基准站，用移动站采集控制点坐标，进行点校正，再找另外一个控制点进行比对，检测结果符合要求后，方可进行数据采集工作。
b.测深仪水深的比对：在进行水深记录之前，需进行水深的比对工作，调节测深仪的声速，确保测量深度在误差范围内（一般在静水条件下，用比对板在不同的深度进行比测，也可用测深锤比对，通过调节声速，达到要求）。
c.RTK和测深仪的联机调试：
（1）将RTK接收机通过数据线连接上D330测深仪,设置好GPS和测深仪的数据格式，通过串口调试助手将信号连接通。
（2）坐标的检测：将RTK点校正的参数输入到导航软件中，检测软件显示坐标和手簿显示的坐标是否一致（注意：设置好天线高后导航软件显示的高程即为水位），检测合格后方可进行数据采集。
d.数据的采集和保存
（1）打开测深软件，将水深测量图像实时保存下来。
（2）打开导航软件，按设计好的计划线，按2米一个点进行数据采集，采集结束后保存。
3内业处理及成图输出
a.内业处理：将记录好的原始数据，通过数据取样，去掉有粗差的水深点，通过后处理软件生成坐标数据文件,数据格式为（点号，X,Y,Z）。
b.成图输出：将通过内业处理好的坐标文件通过绘图软件，直接可以显示位置信息，生成等高线，断面图，三维立体效果图，并可进行土方量的计算和统计。
平面图等高线
断面图三维立体图
六成果的检验
同一地方不同方式比较：在距离码头1公里位置设立自动潮位仪，人工验潮的方式，对同一段进行3次水深测量，无验潮方法测得的数据经过比对，水底高程差值基本小于0.1米。
同一地方交叉测量：在测量的时候先纵向测3条线，再横向测3条线，其中位置相交的地方进行水深比较，水深互差在0.1米之内。
七无验潮水下地形测量的优点
1.无须验潮数据，减少工作量。
验潮法需要专人测量水位，建立验潮站或者花钱从水文部门获取水位数据。
2.每个水位与GPS通过软件自动同步，极大提高精度，GPS数据更新速度达 10 Hz ，每个水深点都对应精确的水位值，无须内插或外推。
3.减少波浪等引起的误差。
验潮法测量中由于波浪影响，换能器上下起伏使得测的水深有误差，在数据处理时无法消除，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，船舶的上下波动跟最终的结果无关。
4.数据处理方便、快捷。
无验潮采集的数据全部集中在一个文件里面，无需输入潮位信息，即时能进行后处理，编辑水下地形图或断面图。
八结束语
利用无验潮技术进行水深测量，使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效，极大的提高了生产效率，结合华测的Hydronav导航软件，真正实现了全自动测量。
值得在水深测量乃至其它水下地形测量中大力推广应用。
参考文献：
1 徐绍铨，王泽民.《GPS卫星测量原理与应用》武汉测绘科技大学出版社,1998.
2 吴子安，吴栋材.《水利工程测量》测绘出版社,1998.。