水利测量中测深仪与GPS技术的联合应用

水利测量中测深仪与 GPS技术的联合应用

洪晨

浙江省水利水电勘测设计院 浙江杭州 31000

【摘要】在经济发展的今天，人们的生活质量和水平都在不断提高。随着我国水利建设的不断发展，国家加强了对地下水位的监控，水利部也加强了对河流的测量。水利测量工作的内容非常复杂，包括流向、流速、流量等多个因素，因此需要加强GPS在水文、河流地貌等领域的应用与研究，以保证数据的准确性。本文在对测深仪和GPS-RTK测量方法、原理、应用重点进行讨论和分析的基础上，结合工程测量中的几个关键技术，既可以确保测量的准确性，又可以大大提高工作效率，为复杂的海底地貌测量开辟了一条新途径。

关键词:RTK；测深仪；GPS技术；水利测量

0.引言

极坐标、侧、前、后交叉是传统的测绘与方位测量方式，其工作效率低下、操作复杂、定位精度差。同时，也很难获取常规的三维数据。所以，在工程制图领域，如何获得高精度的三维资料是一个迫切需要解决的问题。GPS-RTK技术因其不需要看穿点、测量灵活、工作量小、不受天气影响、速度快、精度高等优点而被广泛用于水利测量。GPS具有全天候、连续、实时、全球定位导航功能，能够满足各种使用者对时间、速度、坐标等方面的需要。RTK技术的特征是：以平面1ppm+10mm、高程1ppm+20mm精度为主。随着科学技术的进步，水利事业的迅速发展，海洋测深、蓄水能力测深、水库测深、航道测深等都得到了越来越多的应用。应用GPS-RTK技术对某一水利或江河的海底测点进行了高、坐标测量。GPS-RTK技术或二者相结合，可以有效地解决传统高程测量方法的缺陷，从而大大提高了测高仪的准确度和工作效率，为水利建设、推广应用打下了坚实的基础。

1.GPS－RTK技术简介

随着GPS-RTK技术和数码探测器技术的不断发展，数字测量技术的推广和应用，将大大提升数据分析、数据采集、数据采集、数据采集等工作的效率，同时也会对海底地貌的执行和测量的效果产生一定的影响。简单来说，RTK参考站点包括GPS接收天线、无线数据发射台和广播站，这就要求在一定程度上提高了对测量数据的处理能力，同时也可以根据GPS的数据来调整数据。

更好的将GPS-RTK与数字测深仪有机的融合在一起，更好的强化了对水下地形的监控，提高了测量的效率，实现了对测量结果的自动化，提高了工作环境，减少了工作的压力。同时，应该提倡精确的数码探测器的自动工作。水下勘测人员要熟练掌握GPS-RTK技术的工作原理和操作方式，以便更好地掌握数码探测器和新工艺，同时也可以有效地提升水下作业的作业效率。

2.测深仪技术

回声测深原理为测深仪技术的主要依据。它的工作原理是：通过将声波辐射至海底，产生反射，由传感器来接受，并计算出声波的发送与接收之间的时差，并通过数学模型对声波的传播进行调节，从而获得对应的深度h。基于这一理论，建立了一种基于h_深=C*t/2的水深计算模型。在现有的频谱特征下，利用各种回声理论的回声探测仪进行强化，同时对局部区域进行了相应的修正和调试，并根据预先确定的断面进行了试验。同时，水文地质情况也会对水文调查工作造成一定的影响。测量方法有散点测量和直线测量。为了确保测量结果的精确、科学，对测量线路进行了合理的规划。所以，要准确掌握测线的位置、位置，防止测线产生空隙、交迭，并合理地对关键位置进行加密。测量的直线应该尽量与预定的等高线相垂直。

3.两种技术的结合应用

3.1GPS－RTK与测深仪的结合应用

将GPS-RTK的流动站和测深器集成在一起是两种技术的重要组成部分，采用适当的变换和计算方式，可以根据流动站的资料类型，对各个测点的高程进行分类。在常规的数据采集、导航、自动同步定位等功能下，该系统能够保证数据的实时、动态采集，并保证数据的准确性和可靠性。另外，在实际工作中，GPS-RTK和测深仪是相互独立的，为了避免两个系统的时钟误差，必须用GPS时钟来统一设置各个功能的系统时间。为了降低测量工作的误差，需要使用钢尺精确地测量出流动站天线偏差、水面到天线的高度，然后通过测深软件和计算机装置把测量结果输入到RTK手簿中，通过一系列的变换过程，将测量结果设置成RTK的手簿，然后通过岸边的全站仪器进行测量，再通过标尺和GPS-RTK进行水深的比较和分析，以满足标准的条件进行测试。以十秒一次的频率采集和发送数据，通过对数据进行分析和过滤，保持数据的有效性，同时还要对三个已经知道的点进行测量，通过对三个已知的点进行平均误差判定，以获得符合精度要求的数据。

3.2实测技术分析

（1）加密控制点

在加大对水下工程的控制时，因为精度高，施工条件复杂，因此导致造价高。但是如果使用GPS-RTK来进行加密的测控，那么就必须要有很好的利用全站仪，在方圆15公里的地方布置3-5个控制点，才能很好的进行基本的工作。利用GPS-RTK校正控制点，最好是1+2的方式完成测控，并且每日应对2个走点者40多个密码控制点进行检测。需要更准确的测量和密度。GPS-RTK在进行密码控制点的测量时，无需再次检查以前的控制点。

（2）水下测量

可以使用三杆式分度计和六分仪测得的精度要求稍低，从而无法达到共产式的精度。同时，传统的方法不仅需要大量的时间，还需要大量的时间和复杂的工作条件。GPS-RTK技术也逐步被人们所采用，利用GPS可以很好地协调海底测量。利用徕卡GPS530的GPS和中海达的单频测深仪，再加上便携式的便携式水下仪器，可以很方便的读取到GPS的资料，特别是在有特定高度的情况下。水下软件自动化的测量，在测量时能更好地自动成图，也能对地基模型进行很高的分析。利用CASS7.0，可以直接读取由水下绘图软件输出的*.dat，使其与地籍信息的无缝连接。过去，在测绘地籍管理系统中，只针对水域的边界，并不能很好的进行水底的测量，因此，在这一次的地理资料普查中，使用了几种新的测量手段，可以更全面、更细致、更准确的进行海底地形的控制。

（3）内业数据处理及成图

对于内业数据的采集虽然不能够完全的对水下地形地貌的特征进行反映，但是却可以更好的反映出真实的地貌，并对内部的资料进行分析。首先，要将水深数据传输到设备中，让设备能够纠正和剔除不合理的异常，从而对某些技术上无法检测到的缺陷进行加密。通过构造DTM三角网，可以很好地修正某些不太合理的三角网格，从而产生等深度曲线，并依据实地测绘的图纸，将其绘制完成。在结果产出时，应合理地检验各测点的座标及高程。

4.结束语

综上所述，水利测量数据的科学、准确是确保水利建设工效益的重要，而准确的测量数据资是推动水利事业发展和水合理利用水的重要基础，深入地对水利计量技术进行研究，将GSP-RTK技术与水测量技术相的结合，极大水利测量技术的发展起到了很大的促进，为工程质量、安全、进度、工期目标、以及质量提供了有力的支撑。

参考文献

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