基于CORS-RTK无验潮的海岸带水下地形测量精度分析
基于CORS系统的无验潮水深测量
１、引言
水下地形测量主要包括定位和测深两 个部分。早年的水下地形测量通常采用交汇 法，即用全站仪测量一个坐标同时记录一个 水深数据。此方法至少需要四个作业人员才 能完成，受天气环境影响比较大，而且作业 效率低、内业数据处理比较复杂，最后精度 也不高。近几年随着ＧＰＳ－ＲＴＫ技术的日益完 善，一种新的、高效、高精度测量模式在水 深测量领域得到广泛应用，即ＧＰＳ—ＲＴＫ结合 测深仪的作业模式。但是ＧＰＳ—ＲＴＫ技术受到 距离的限制，往往基准站与流动站的距离要 求在ｌＯｋｍ以内，作业前至少需要４个以上 的公共点来求取转换参数。随着网络ＲＴＫ的 发展，ＣＯＲＳ系统就可为我们解决这些问题， 使得我们的测量效率更高精度更好。本文仅 就ＣＯＲＳ系统的无验潮水深测量方法及作业 中值得注意的一些问题作初步探讨。
（２）进行打检查板试验，修正声速，反复 进行直到探测精度达至ｔ］５ｃｍ以下。注意此项 工作要做好记录，以备同后检查。
（３）按布好的测线进行测量。 ４．３内业处理
（１）水深数据采集，在这里我们要设定采 集水深数据的距离，根据测深仪波形记录回 放判断并且修正假水深。
（２）数据输出，由于我们采用的是无验潮 的方法，所以在这里无需进行水位的改正直 接输出地形数据格式或者测深数据格式的 文件就可以。
（３）坐标转换，通过专门的坐标转换软件 将输出的数据转化为当地坐标。
（４）生成水下地形图。
５、影响作业精度的问题和应对方法
（１）船摇摆姿态的修正：船的姿态可利 用电磁式姿态仪进行修正，姿态仪输出船的 航向、横摇、纵摇等参数，通过海洋测量软 件接入修正，修正包括位置的修正和高程的 修正。
（２）采样速率和延迟造成的误差：ＧＰＳ 定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集
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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定位技术在航道水深测量中的应用
GPS-RTK定位技术在航道水深测量中的应用摘要：本文介绍应用GPS-RTK 技术进行无验潮航道水深测量的基本方法、思路及精度分析，对实践操作中的一些误差来源进行分析。
关键词：GPS RTK技术；航道水深测量；无验潮；中图分类号:O353.5 文献标识码：A一、引言水下地形测量就是测定水下地形点的平面坐标和高程（本文指航道水深测量）。
传统的水下地形测量采用常规仪器或GPS 测定水下地形点的平面坐标，而水下地形点的高程数据则需要通过测深数据和水面高程数据求得。
水面高程数据由测区内2—3 把水尺的水位数据通过内插的方式求得。
随着先进的高精度测量仪器和测绘技术的引进，实时动态测量（RTK）GPS 定位技术瞬时获得GPS 天线盘的坐标，平面和高程精度可达2—5 厘米。
正是因为RTK 技术的高精度，同时又具有全球性、全天候、方便快捷等特点。
我们可以在航道测量中采用RTK 技术进行无验潮水下地形测量。
无验潮水下地形测量的最大特点在于水下地形点的高程的获取不需要水位数据，而直接采用RTK 测得的高程值和测深数据求得。
二、无验潮航道测量的理论基础现场测量作业时，GPS 天线与测深仪换能器在同一垂线位置，即测深点与定位位置的平面坐标完全重合。
如图所示。
h 为测深仪探头吃水线到GPS 天线的高度，Zo 为设定吃水，Z 为测得的水深值。
Zm 为测量点水深，H 为RTK 测得的高程，Hs 为水底高程。
则：Zm=Z+Zo --------（式1）Hs=H-Z-h--------（式2）当水面由于潮水或者波浪升高时，测深仪探头吃水线到GPS 天线的高度h 不变，RTK 测得的高程H 增大，相应地测得的水深值Z 也增加相同的值，根据式（1），测量点水深Zm也增加相同的值，根据式（2），测量的水底高程Hs 将不变。
GPS 的主要功能有三个方面：定位、导航、授时。
这三方面在航道领域均有运用。
目前GPS 系统的平面定位的精度越来越高，高程定位的精度在一定程度上也在实践操作应用中得到验证。
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。
浅谈“CORS无验潮”与“验潮”方法在水下地形测量中的比对实验
浅谈“CORS无验潮”与“验潮”方法在水下地形测量中的比对实验摘要：应用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务系统（CORS）的高精度定位及测高技术，在宁波附近海域进行大范围的CORS无验潮水下地形测量实验，通过与传统验潮作业模式下处理得到的潮位数据及水下地形成果进行对比验证。
关键字：CORS无验潮；水下地形测量；对比试验Abstract: Applying multiple base stations network RTK technology establishs the high precision positioning and the height-finding technique of continuous operation of positioning satellite service system (CORS). With the technology, we conduct the topographic experiment under CORS unchecked tide in the waters near Ningbo at large scale, whose results was being contrast test with the data and underwater terrain results processed under traditional tidal operation mode.Keyword: CORS unchecked tide; underwater topography measurement; contrast test中图分类号: O357.5+4文献标识码：A文章编号：1 引言随着NBCORS与高精度的似大地水准面联测，NBCORS的高程测量事后转换精度已经满足图根控制高程测量的要求。
利用NBCORS对宁波沿海地区高等级控制点进行了测量精度检查，平面精度优于±2cm，高程精度优于±5cm。
基于CORS的RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用
基于 CORS的 RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用710000摘要：港口建设、测绘工程以及疏浚航道是城市建设过程中最困难的工作之一，确保水下测量的精确度以及准确性，通常应用一些先进的测量技术及科学技术。
基于此，本文结合实例，对基于CORS的RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用进行了详细分析与探讨，希望能为相关同行业者提供有效参考依据。
关键词：CORS的RTK；数字测深集成技术；水下测量；实际应用前言：在城市建设过程中，为提升城市防洪能力、航运能力以及蓄洪能力，需要疏浚河道，对航道进行整治，需要测量水下地形。
与此同时，对港口进行兴建、水上运输、海域划界、监测海底地壳运动、研究地球动力等均需测量水下地形。
总而言之，在港口、航道、水利以及矿产资源开发使用等领域中，水下地形测量有着广泛的运用。
数字测深技术与RTK的发展，便利了水下3D信息的实施获取和水下地形测绘自动化的实现。
对RTK测量技术进行有效应用，不仅能够精准定位平面位置，还能用来实时确定水面高程，对数字测深集成技术进行应用，能够获取到水底高程。
使用CORS的RTK与数字测深集成技术，确定水底高程精度相对较高，对工作效率具有巨大的提升作用，同时自动化程度也相当高。
1实际工程概况河道治理，是城市景观河流。
重点包含：⑴防洪；⑵涝渍；⑶景观；⑷交通；⑸污染控制；⑹补水；⑺航行。
鉴于景观通道建设设计方案的科学性以及完整性，在项目运行过程中测量水深，测量1-8米之间的深度，4.2米为平均深度。
依据实情，对水下实时3D信息采集中的数字测深技术及RTK进行全面了解，与此同时为促使水下自动地形测量及测绘技术的实现贡献必要条件，所以本文探讨了基于CORS的RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用。
2基于CORS的RTK与数字测深仪的集成原理数字测深仪属于一种便携式录音机，它主要被应用在水库、湖泊、河流以及浅海水深测量中，在水文、疏浚航道、前瞻性以及港口等行业的水深数据输出及精密测量中比较适用，应用先进的DSP数字信号处理技术，融入跟踪技术，可使仪器极端情况下的地形条件以及水文条件得到精准的、稳定的以及真实的声学数据。
水下地形测量精度评定的方法研究
水下地形测量精度评定的方法研究发表时间：2020-12-29T07:57:06.686Z 来源：《中国科技人才》2020年第24期作者：刘浩波[导读] 水下地形测量是一项重要的测量任务，其中水下地形测量在桥梁、水域、港口等构造块中起着重要作用，主要测量水下的位置和高度，绘制水下地形图。
这是现代水利工程的主要技术发展之一[1]。
长江三峡通航管理局通航工程技术中心湖北宜昌 443002摘要：随着经济的快速发展，为了满足海洋经济发展和当地港口开发对测绘的需求，需要对沿海海湾及毗邻潮间带开展各种比例尺（如1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000等）的大面积水下地形测量，使用单波速测深技术生产大批量的水深点数据。
沿海海湾及毗邻潮间带一般位于连续运行卫星定位服务系统（CORS）覆盖区，利用基于CORS的网络RTK三维水深测量，进行无验潮测量，具有不受时间限制并且可有效消除测量船动态吃水和涌浪的影响等优点，将RTK三维定位和单波束测深仪测深做到同步采集数据，可提高水深数据的精度。
关键词：单波束测深技术；检查线数据；水下地形测量成果精度引言水下地形测量是一项重要的测量任务，其中水下地形测量在桥梁、水域、港口等构造块中起着重要作用，主要测量水下的位置和高度，绘制水下地形图。
这是现代水利工程的主要技术发展之一[1]。
这些图面包括定位装置、完整桩号前置、GPS等可以进行的方位测量和深度测量，以及景深、光谱仪等深度测量。
点深度基于相应的深度检测标准，并使用相应的软件创建水下地形表示。
您可以根据各种条件和情况选择适当的水下地形测量方法。
1水下地形测量概念水中地形测量是指通过水中的某个测量器来测量地形，通常测量是通过确认三维坐标来完成的，主要是测量水的深度。
沿着水深测量的方向来测量水的深度点，也称深点，这个深点主要指的是水底到水面的距离，在水下地形测量过程中是一个比较重要的环节。
除此之外，在水深测量的过程中深度点测量的精确度也是比较重要的，这个工作叫做定位;要想让水深测量更具有价值，需要在此过程中和地平面以及高程进行联系。
水下地形测量推荐方案(RTK无验潮)
上海华测水下地形测量RTK无验潮推荐方案上海华测导航技术有限公司中国上海目录一 RTK技术原理 (3)二水下地形测量无验潮原理 (3)三具体施工流程 (4)1. 测量前的准备工作 (4)2.施工区域内参数的获取 (5)3.水下地形测量的实施 (5)4.内业数据的处理 (5)5．设备安装及界面示意图 (6)四．X900双频RTK性能介绍及主要指标 (10)(一)产品简介: (11)(二)产品优势: (11)（三）技术参数 (12)五．华测D330单频测深仪性能及技术指标 (15)六．标准配置清单： (16)七．华测售后服务承诺 (18)八:上海华测水上经典客户（排名不分先后） (19)水下地形测量推荐方案（RTK无验潮）目前RTK-GPS技术作为新一代的卫星导航定位方法已经很成熟，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，已被广泛的应用于各种工程测量之中。
特别是水上施工定位、水下地形测量的广泛应用，使得GPS成为海上船舶定位必不可少的选择，极大的提高了工作效率，解决了常规仪器不能解决的问题。
一RTK技术原理RTK GPS实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术。
其系统组成主要有GPS接收设备、无线电数据传输系统及支持实时动态差分的软件系统三个部分组成。
具体做法是：在基准点上设置参考站，连续接收可见GPS卫星信号，并通过数据链电台实时地将测站坐标及观测数据传送到流动站。
流动站在接收GPS卫星信号的同时，根据参考站传输来的数据，由软件系统根据相对定位的原理进行差分解算，实时的得出流动站的三维坐标及精度。
二水下地形测量无验潮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A点的平面坐标(X, Y,Z)GPS（x,y,h0）水面A点(x,y,z )换能器ha s H其中：h=天线高a=吃水H=水深b=杆长b水底其中水底高程Z 只和h0及S 相关，与潮位无关，从而达到无验潮。
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基于CORS-RTK无验潮的海岸带水下地形测量精度分析牛冲
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】2021(41)6
【摘要】为了探究连续运行参考站网的实时动态相对定位(continuously operating reference stations-real time kinematic, CORS-RTK)无验潮技术在海岸带水下地形测量精度问题,以单波束测深数据为例,通过对比分析主测线与检查线交叉点误差以及有验潮和无验潮重合点误差两种方式,对基于CORS-RTK无验潮的海岸带水下地形测量数据精度进行分析。
结果表明,CORS-RTK无验潮水下地形测量技术获取的测深点数据不符值比例为2.82%,说明CORS-RTK无验潮水下地形测量具有较高的可靠性;无验潮与验潮站相比,高程互差波动在-0.12~0.32 m之间,平均值为0.11 m,且偏差在0.2 m以内的测深点占总样本的93.40%,说明有验潮与无验潮两种水下地形测量结果具有较好的一致性,可为CORS-RTK无验潮技术在海岸带水下地形测量中的广泛应用提供参考。
【总页数】4页(P36-39)
【作者】牛冲
【作者单位】山东省地质测绘院
【正文语种】中文
【中图分类】P229.1
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