35-RTK无验潮测量技术在菊花岛供水工程中的应用.docVIP

GPS-RTK无验潮测量技术在菊花岛供水工程中的应用 许大力 （辽宁省基础测绘院，辽宁 锦州，121003） 【摘要】?本文简要介绍了GPS-RTK无验潮测量技术的原理，并通过在菊花岛供水工程海底地形测量中对该种技术的应用，总结了GPS-RTK无验潮测量技术的应用方法及该种技术相较于传统测量技术的优势与不足。 【关键词】　GPS-RTK；无验潮测量技术；数字测深 引言 GPS-RTK与数字测深集成技术的发展,为实时获取水下三维信息和实现水下地形测绘自动化提供了条件。应用GPS-RTK与数字测深集成技术不但可以进行平面位置的精确定位,而且还可用来进行水面高程的实时确定。采用这种方法确定的水位基准高程精度较高,并较好的消除了波浪、水位涨落等因素对水底高程的影响,大大提高了工作效率,且自动化程度很高。 本次工程为菊花岛跨海供水管道工程，陆上入海点位于兴城市临海产业园，登陆点位于菊花岛金嘴子，海上管线路由长度约7公里，需要进行跨线区域内的海底地形测量。经分析探讨决定采用RTK无验潮测量技术直接测量海底地貌。 GPS-RTK数字测深集成技术的测量原理 GPS-RTK数字测深集成技术主要分为两大类：无验潮方式和验潮方式。验潮方式就是在测量船上由RTK实时测定平面位置，由测深仪同步测出此时的水深，再由岸上人员定期观察水位值，随后根据水位和水深的数据计算出每个测点的高程值。这种方式已经广泛应用于江河湖海水面的水深测量之中，并形成了成熟的操作模式。 无验潮方式就是在测量船上直接用RTK测出某点的三维坐标来，而不需要岸上人员观潮水位，减少了测量人员，提高了工效。它在水深测量中有着独特的优越性。其基本原理是利用RTK测得的GPS天线精确的三维坐标（X，Y，H），其中X、Y确定定位点的平面位置，RTK高程结合由测深仪同步测得的水深换算出同一平面位置上的水下泥面的高程或水深值，从而获得水下地形数据，见图1。 Ht :GPS接收机测得的高程（水准高）； L :GPS天线到换能器的高； h : 测深仪测得的水底深度； 由此可得水底地面的高程： H = Ht - L - h (1) 图1 数字测深原理 不论水面由于潮水或者波浪影响是升是降，式(1)中的 H 始终是某一时刻实测的水底地面高程，它只和RTK测量高程值 Ht 和测深值 h 有关。因此从理论上讲，GPS-RTK无验潮测深将消除波浪、潮位和动吃水的影响，是一种理想的水上测量方法。 菊花岛供水工程中的海底地形测量 本次工程位于辽宁省兴城市至菊花岛海域。按照技术设计书要求，测量作业分三来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。作业采用的仪设备：公司生产的双频接收机台套，其中台作为岸台（基准站），台为船台（流动站），便携式计算机SDE-28D测深仪为南方测绘仪器公司生产，是集液晶显示器、工控板、测深板、数据处理器、机内存储单元、各种接口和输入输出设备于一体的工控型数字化测深仪。其主要性能指标见表1。 表l SDE-28D型主要性能指标 _____________________________________________________________________ 高频发射频率：200kHz 、、 低频发射频率：20kHz，24kHz，33kHz 最大发射功率：300W～400W 测深范围：高频0.3m一600m，低频0.8m—2000m 测深精度：高频精度4-2em+0．1％ ，低频精度4-5em+0．1％ 吃水调整范围：0.0m一9.9m 分辨率：1cm 声速调整范围：l300一l700m／s 嵌入式工业控制WINDOWS xp操作平台 l2寸触摸式液晶显示屏，分辨率800×600 —————————————————————————— 3.1.2施测计划制定 (1)制定导航方法，设置好坐标系、投影、及图定义。 线GPS-RTK基准站架设 （1）在上架设站坐标设立岸台，附近的控制点进行检测，以确保岸台坐标和各项参数输入正确。检测结果符合要求后，方可进行GPS RTK数据采集工作 （1）换能器安装部位选择在中部船舷旁边，以减少行驶时船首推出的浪涌对探头的影响和干扰，换能器放入水中的深度在连接杆长度允许的深度前提下，尽可能放深一些,大致在0.5～1.2 m 范围内； （2）测深杆一定要保持垂直, 要采取加固手段，防止探头松脱掉入水中或者电缆线不慎扯断； （3）GPS天线安装在能换器安装杆的顶部。这样定位的坐标与测深的位置为同一位置。 3.2.2 外业数据采集 （1）将GPS接收机、数字化测深仪GPS接收机 （4）进入到测量状态，根据计划指导