水库水下地形测量中GPS结合测深仪应用
基于GPS-RTK与测深仪在水利测量中的应用
传输给流动站 ，使流动站能够准确定 线设计应注意几点 ：
位 。由于此技术原理是基于默认基准
件来控制测深仪 的定位时 间与 Ｇ Ｐ Ｓ的定
①测线 间距 。 在计划测线 间距 时 ， 位 时 间 的 延 迟 ，控 制 Ｇ Ｐ Ｓ数 据 采 集 与 测 而使 Ｇ Ｐ Ｓ数据采集与测深仪测深 的同步
站上空电离层等模 型与流动站上空一 要 考 虑 避 免 出现 空 白和 重 叠 ，关 键 的 深仪测 深 的软件 应该 装在计 算机 上 ， 从
致， 拥有相 同的差分改正模型 ， 故使用 区域 要 加 密 测 线 。 此 项 技 术 需要 基 准 站距 离 流 动 站 不 能
②测线方 向。选择合理 的方 向能 能 够 得 到 控 制 。在 测 量 过 程 中 ， 测 得 的数 显示器上 ，下进行铺设和充灌施 工 ， 且 投资省 ，
空接收卫星信号的基础上 ，采用伪距 看不见起伏 ，不像陆上地形测量可以 定位点 的高程就是用 Ｇ Ｐ Ｓ 测 量的高程与 测量模 式或者 载波相 位测量模 式 ， 以 选 择 地 形 特 征 点 进 行 测 绘 ，只 能 用 测 测 深仪测量 的水 深之差 ，换 能器 的坐标
距 流 动 站 一 定 距 离 范 围 内 ，架 设 基 准 深线 法 或散 点法 均 匀地 布设 一 些 测 也 就是定位 点的坐标 。在 Ｒ Ｔ Ｋ作业模式
船 台（ 流动 站 ） 要 固定好 Ｇ Ｐ Ｓ卫 过工控 电脑 来判别 ，并且 导航还可 以根
展， Ｒ Ｔ Ｋ作 业也 由单 个基准 站 向网络 星 接 收 天 线 、无 线 电接 收 天 线 和 测 深 据 相 应 的 软 件 来 进 行 ，从 而 使 测 量 数 据
Ｒ Ｔ Ｋ 方 向伸 展 。 目前 ， 全 国 各 省 市 相 仪换能器 ， 连接好测深仪 、 Ｇ Ｐ Ｓ和计算 在测 区范围 内得 以保 障。测深软件会 实
GPS结合测深仪在水下地形测量中的应用
在控制 器上 形成 一条 断面 导航线 ，操控 测量船 沿此
航 线作 固定 时 间步 长 或 固定 测 点 间距 或走 停 式 测 量 ，同时 以控制 器上显 示航 向偏 离断 面线的距 离值
调整航 线 。 测 量过 程 中 ， 于需 要重 点测 量 的区域 ， 地形 对 如 起 伏较 大 的断面 附近 、 水 下建筑 物 的水 域 、 要开 有 需 辟 为航 可 Ｇ Ｓ的导航 功能 。 Ｐ 在该 区域 内设 置一定密度和一定方 向的航线 ， 引导测船在此 区域 多次航 行 ， 数 据。 采集
收 稿 日期 ：０ １ １— ３ ２ １－ ０ ２
图 １ 水下高程计算示意图
作者 简介 ： 姜仁辉 （９ ７ ）男 ， １ ６一 ， 吉林永吉人 ， 工程师 ， 主要从事水利水 电工程施工技术管理 。
・
４３ ・
２ｌ 年第 ｌ ０１ ２期
甘 肃 水 利水 电技 术
第４ ７卷
水 下定 位点 的高程计 算公式 ：
在 新疆 温泉 水 电站 的库 区水 下地 形测 量及 库容
固定 断 面测 量作 业 中 ，运 用 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ测 量 技术 与 Ｐ—Ｔ 测 深 仪 系统 相 配合 。 速 准确 地 测 定水 下 地 形 点 的 快
坐标 与 高程 ， 得 了很 好 的经济 效益 。 取 １ ＧＰ － Ｔ Ｓ Ｒ Ｋ测量技 术及 水深 测量 系统
第４ ７卷 第 １ ２期
２１年 ｌ Ｏ１ ２月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ ｎ ｓ Ｗ ａｅ ｎｕ ｔｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｃ ｎｄ Ｈｙ ｒ ｐ ｗｅ ｎ ｅ ｖ ｎ ｙａ ｄ ｏ ｏ ｒＴｅｈｎ ｌｇ ｃ ｏｏｙ
GPS RTK结合数字测深仪在水库库容测量中的应用
GPS RTK结合数字测深仪在水库库容测量中的应用【摘要】水库库容测量是水库管理的重要工作。
介绍了数字测深集成系统的构成及测量原理，分析了其作业过程及应该注意的问题，并通过工程实践分析了测量精度。
结果表明，由GPS RTK、数字测深仪、计算机集成控制系统组成的数字测深集成系统，可以较好的完成水库库容测量工作。
【关键词】GPS RTK；数字测深仪；水库库容1 引言水库具有发电、灌溉和防洪调度等众多功能，库容是水库调度的重要参数。
受到泥沙淤积和沿岸修建工程等因素影响，水库运行一段时间后水下地形有了较大变化，其中库容和淤积量的变化是水利、电力部门十分关心的问题，正确快速的库容、淤积量的测定和复测，是保证水库大坝安全和水库调度的要求。
2 数字测深集成系统简介数字测深集成系统由GPS RTK、数字测深仪、计算机控制集成系统三部分组成，见图1。
2.1 GPS RTK技术实施动态差分（Real - time kinematic，RTK）系统由三部分组成，分别为基准站、数据链、移动站。
使用GPS RTK技术进行测量时，基准站对卫星连续观测，将观测得到的数据通过数据链传送给移动站，移动站同时接收来自卫星和基准站的数据，在移动站的手簿上组成差分观测值进行实时处理，获得观测点的三维坐标。
在水利工程水下地形测量项目中，GPS RTK技术主要用于测量水下地形点的平面位置及水涯线标高，其精度直接决定了水下地形测量的精度。
2.2 数字测深仪使用数字测深仪进行水深测量时，测深仪发出超声波，超声波在水中传播然后被水底反射，根据超声波在水中的传播速度和时间，从而计算出水的深度。
数字探测仪的使用，极大的方便了水下地形测量工作，提高了测量的效率和精度。
可以看出，回声探测仪是水深测量的关键。
2.3 计算机控制集成系统计算机控制集成系统是将数字测深仪与GPS RTK连接起来并组成统一整体的载体，它将GPS RTK的定位数据与数字测深仪的测深数据进行匹配、取舍、计算、存储，将所测的数据输入地形图成图软件生成数字水下地形图。
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。
测深仪与GPS组合在水下地形测量中的应用
852020.12|3水下地形测量3.1准备工作水下测量前，对基准站、流动站仪器进行初始化，得到固定解后开始观测。
以测回间平面坐标误差小于40m m 、大地高差小于40m m 为标准，取3次测量均值作为最终观测结果。
根据《水运工程测量规范》对测深定位点误差限值、深度误差限制进行校对（如表1所示）。
校正G P S 主机及测深仪后，将测区坐标系统转换参数输入测深仪及G P S 接收机内。
图2 测深仪与GPS天线安装位置示意图测深仪换能器保持同一轴线，R T K接收机与测深仪数据按等时间间差调整测量船航向。
由于本工程部分区域存在礁石，导致水下地方法，并及时输入水深文件中修正，确保水下测量数据准确性、业地形图软件中进行建模，剔除异常测点数据后生成水下地形图1m m范围内水深点深度比互差应小于0.4m，为校核、验证测深查线，共计检查266点，发现有4点差值超过粗差，粗差率为1.5%要求。
制：①将测深线文件导入测深仪内，及时调整测量船航向，确保持轴线统一；③船体横摇、纵倾时，对换能器瞬时高程进行多，选择风力小于4级，测量船行驶速度小于0.9m/s，浪高大于0.4m[1]何广源，吴迪军，李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息，2013(02)；[2]杨玉光.关于水下地形测量中GPS-RTK技术的应用探讨[J].江西测绘，2013(03)；[3]李峰.浅析水下地形测量技术[J].中国新技术新产品，2015(24)。
作者简介周尚伟（1986-），男，福建福鼎人，大学本科，工程师，现主要从事工程变形监测和86|CHINA HOUSING FACILITIES。
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结合测深仪在水库水下地形测量中的应用
GPS结合测深仪在水库水下地形测量中的应用胡世云彭楚峡王军（四川科宏石油天然气工程有限公司，四川成都610056）摘要：信息时代已经到来,科学技术不断进步,并且渗透到了人们生活的方方面面。
以手机为代表的科学技术,不仅仅丰富了人们的精神世界,更扩大了人们的视野范围。
另外,GPS技术也成功打开了新大门,使工程项目的规划、测量工作的开展、管理任务的执行都变得异常顺利。
以下具体分析了GPS技术结合测深仪在水库水下地形测量中的应用情况,希望能为其他测量人员实践思路的多元化转变、测量工作水平的进一步提升起到促进作用。
关键词：GPS技术;测深仪;水库水下地形测量;应用分析;研究城市化进程持续加快,基础设施工程的施工与建设,引起了越来越多人的关注。
水库水下地形测量工作开展起来是有重要作用的,它作为水库工程规划建设的基础保障,只有获取到精准数据,才可以优质完成施工任务,取得最高的经济效益和社会效益。
GPS结合测深仪,凭借精准度高、操作简单、实用便捷等优势,能为水库水下地形测量质量的提高提供支持。
下面,笔者阐述了几点不同的看法,深入分析GPS结合测深仪测量方式的有效应用。
1GPS及测深仪的概述GPS(Global Positioning System)是利用卫星定位,全球范围内发挥导航、定位作用的复杂系统。
GPS具有全天候、全方位、高精度、低成本的应用优势,可以为全球用户提供导航信息,促进社会信息化水平不断提升,带动着数字经济飞速发展。
GPS在交通运输管理、工程测绘工作、军事定位领域被广泛应用,水库水下地形测量中最常应用的是GPS-RTK技术[1]。
它有实时、动态的定位特点,为流动站传送精准的三维坐标数据,取代传统测量方式,便于人员系统操作。
测深仪是全新的数字化电子产品,防尘功能、防水功能、抗震功能都很强。
2GPS结合测深仪的应用意义在水库水下地形测量中应用GPS结合测深仪技术时,相关人员必须弄懂它的工作原理,才能更好的完成测量任务。
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水库水下地形测量中GPS结合测深仪应用
摘要：随着GPS技术的不断发展，RTK技术的出现和计算机技术的飞速发展，平面定位技术实现了高精度、自动化、数字化和实时化。
随着探测技术的数字化和
自动化，为水下地形测量数字化、自动化和水利测量提供了基础，为测绘提供了
先进的手段。
文章介绍GPS结合测深仪在水下地形测量中的实际应用、测深设备
的基本工作原理，以及在测量过程中会遇到的问题及处理方法。
关键词：水下地形测量；GPS；测深仪
0引言
水下地形测量在许多工程建设项目上有着重要的作用，它可以为桥梁、码头、水库、港口等工程建设项目提供必要的基础数据，是现代水利工程中的一项重要
工程技术。
由于传统水下测量模式存在着诸多弊端，譬如测量难度大、数据不精确、不能反映真实水下地形等问题。
现代的“GPS+数据处理软件+测深仪”的测量
模式逐步取代传统的测量模式。
1控制测量
水下地形测量应与地面上的国家控制点或高级控制点构成统一整体，只在需
求的情况下单独建立水下地形测量的高程和平面控制。
2水下地形测量
2.1数字测深仪的工作原理
数字测深仪是利用声波的传导特性，实现水下地形测量的仪器。
数字测深仪
的原理是通过振荡器发出超声波后遇到障碍物，再通过接收器接收反射回的声波，通过时间差t，求出距离D=Ct/2，C为超声波波速。
2.2水下地形测量系统组成
水下地形测量利用GPSRTK和数字测深仪、计算机联合使用作业。
作业人员
应在测量前将测区的范围图导入计算机，按规范要求在测量前设计好测线，测量
时应按照测线进行测量活动。
利用RTK的定位定向功能指导船只航行。
利用计算
机的测深软件实时观测船只的航向、航速、船只的平面坐标、水深及RTK的解状态。
声波在水中传播速度受到水温、水深、水的盐度等因素的影响，因此要进行
相关参数的修改，同时可以利用声抛仪辅助修改相关参数，用以获得准确的测深
数据。
2.3水下地形测量工作原理
用测深仪专用连接杆连接测深仪与RTK，再将连接好的连接杆安装在船只上，将测深仪没入水下，连接杆要始终保持垂直于水面，并保持连接杆与船只的相对
位置不变，RTK可以实时的获得平面坐标与高程坐标，由RTK所获得的高程减去RTK距水面的高度。
同时船只有一定程度的摇晃及水流的波动，因此，此时所获
得的水面高程仅为参考值。
所以要求我们在工作时选择较大型的船只，同时注意
保持航速，航速不宜过快，保证数据的准确性。
2.4水下地形测量具体过程
实际工作中三人即可完成操作，由一人驾驶船只，船只要按既定航线行驶，
同时保持船只行驶速度，速度不宜快。
一人利用电脑操作GPS接收机和测深仪，
实时观测数据及解状态，另一人利用声抛仪每隔一段距离测量一次声速，用以进
行声速改正，如发现问题，及时处理。
2.5设备的安装
所选用的船只尽量选择大而稳的。
测深仪的换能器要尽量远离船只的发动机、
推进器用以减少噪声的干扰。
换能器要安装在船只的中前部，但不要安装在船头，因为船头会拍打水面，造成气泡与噪声。
探头要尽量深入水下，减少船体对探头
侧方扫描的影响。
同时要保持GPS与换能器的相对位置不变。
2.6布设网格
将测区的范围图导入计算机中的测深软件，测线的间隔应按照项目的规范要
求计划，同时测深点的间隔也应按照规范要求计划。
为了连续均匀的获得测深数据，必须合理规划好测深线的间隔与方向，方向一般与等深线垂直。
当岸线成锯
齿形且总方向成45度角，水底的地势平坦开阔时，测深线的方向可以自行选择
以工作方便为准；在江河上就要根据水速、河宽和布设综合、横向或者斜向的测
深线。
2.7水下地形数据采集
设置完各个参数后，由于RTK技术快速定位技术，操作船只的工作人员可以
通过观看电脑显示器，准确的获得当前位置及航行，保持船只按既定的航线行驶。
按项目与规范的要求同步采集测深数据与平面坐标，数据存储在电脑中，完成水
底地形数据采集。
2.8异常水深数据的处理
由于测量过程中会存在着粗差，会对数据的精度有较大影响，所以必须要进
行有效的数据处理。
同时由于粗差的存在只是个别现象，粗差的存在是有一定的
规律性，可以根据不同粗差的产生原因进行修改。
（1）测深线上孤立零点的粗差处理。
去掉此类粗差可采用单点改正法又称
直接改正法。
由于在水下测量时，不可能出现水深为零的情况，如果出现为零的
情况，可以确定为粗差，这种情况通常以离散点的形式出现，可以通过软件的算
法直接去掉这些离散点，也可手动删除这类离散点。
（2）具有连续性和相关性的水深数据粗差的处理。
此类粗差是比较难处理的，这种粗差的样式较多，需要人工与计算机相结合的方式处理。
测深数据的删
除有以下几点原则：测深数据的定位点较密时，可以适当删除一些数据比较一致
的点；船只的行进轨迹有较大变化的定位点数据要保留；水下地形变化较大的定
位点数据要保留。
如果发现有漏测情况，可内插获取；凡是水深出现异常值时，
应做记录，分析原因，也可加密探测，用以证实。
如果由其他因素影响，如GPS
的解状态存在问题，如果这种问题出现的时间较短，可用内插求得这段时间的平
面位置和高程，如果时间较长，需要进行补测。
3水下地形测量中遇到的困难和解决方法
3.1水上勘测定位不准，航线易偏
水下测量最困难的地方就是勘测船在水面上很难找到参照物，而此次使用的RTK可以对勘测船进行实时定位导航。
当水面比较广阔时，以往没有导航技术很
容易出现左右偏移的情况，无法做到保证航线为一条直线的理想状态。
解决这一
现象可以在勘测前目测远方，确定岸边一参照物，向这个参照物航行，在航行时
如出现偏离也不要猛烈校准，而应小幅度修正确保航线平滑的到达既定目标。
3.2RTK实测数据和测深仪测深数据相匹配的困难
在实际操作时水面是上下起伏的，因此在测量水深时与真实值会有一定的误差，在本项目中就行了改进，测量水深时采用了将测深尺或是测深杆同GPS连接
在一起，确保两者的相对位置是不变的。
当因受到风浪而使得勘测船而上下起伏时，测深仪获得的水深数据有所增加，GPS的高程数值也会相应升高，两者数据
降低时也会得到相同的结果。
3.3多路径效应的影响
由于外业数据的采集多在湖面及湖边作业，实际工作中为降低多路径效应对
数据采集带来的影响，我们对作业使用的GPS接收机加装了抑径板，适当延长了GPS接收机的观测时间，有效地降低了多路径效应带来的影响。
4GPS和测深仪组合系统的优点
4.1测量精度高
GPS—RTK与数字测深仪组合系统实施测量，获得的高程和平面数据具有高质量、高精度的特点，较以往方法提高了地位及测深的精度。
4.2操作简单
工作中可对水面高程进行实时测定，再通过水深即可获得水底高程。
这一新
模式的劳动强度比传统的作业模式轻松许多，效率比以往提高了很多。
同时对于
水深较深的情况，传统模式的作业难度非常大，得使用垂线进行测量，在水流较
大的情况下，数据十分不精确，且无法进行较大范围、较大密度的测量工作。
4.3自动化程度高
测量过程全部仪器进行，测量人员只要对基本的参数进行设定，测量得到的
水深数据与三维数据会同步传进计算机进行存储，测深软件也会对数据进行一定
的修正，在船只上作业时，会大量减少测量人员的劳动。
5结论
本文通过实际水下地形测量工程，总结了水下地形测量的具体步骤，水下地
形测量的基本原理、和异常数据的处理方法，同时还对水下地形测量中遇到的困
难和解决方法进行了介绍。
但在后期的数据整理与修正阶段还有诸多困难，例如，计算机只能对单独的离散型数据进行一定程度的处理，但对于连续状态下的问题
数据无法用软件对其处理，只能进行人工判别，人工判别因为数据量较大，会影
响工程进度，目前国内国外研究中对于这一问题都没有较为实用的解决方法，这
也是在未来的工作中需要进一步研究和改进的地方。
参考文献
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[2]万凌翔.GPS-PPK结合测深仪在水下地形测量中的应用[J].水利技术监督，2016，24（1）：93-95.
[3]李俊烨，王鸿黎.GPS-RTK配合数字测深仪在水下地形测量中的应用分析[J].工程技术：引文版，2016（60）：00064-00064.。