gps在海洋測(cè)繪精密定位和水深測(cè)量中應(yīng)用

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1、GPS在海洋測(cè)繪精密定位和水深測(cè)量中應(yīng)用　　【摘要】隨著科技水平的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加速，海洋測(cè)繪作為測(cè)繪科學(xué)技術(shù)中的重要的一個(gè)門類，其設(shè)備與技術(shù)都有了明顯的改進(jìn)和提高。GPS（全球定位系統(tǒng)），擁有精度高、可全天候運(yùn)作等優(yōu)點(diǎn)，在海洋水深測(cè)量與精密定位的應(yīng)用中具有很高的利用價(jià)值。本文就GPS技術(shù)在海洋測(cè)繪中的水深測(cè)量與精密定位的測(cè)量方法與工作原理進(jìn)行了研究和分析?！娟P(guān)鍵詞】GPS海洋測(cè)繪精密定位及水深測(cè)量中圖分類號(hào)：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：7【引言】隨著科技水平的不斷提高和社會(huì)進(jìn)行的不斷加速，對(duì)于研究地球科學(xué)的領(lǐng)域而言，人類取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和巨大的發(fā)展，在海洋

2、領(lǐng)域進(jìn)行的探索和研究也開始漸漸深入。海洋測(cè)繪工作往往需要進(jìn)行海圖測(cè)繪、水下深海的地形測(cè)量、海底的灘涂測(cè)繪、港口清淤、航道的測(cè)量、近岸淺海的港口地區(qū)工程施工等一系列的工作。就目前而言，常用與我國(guó)海洋測(cè)繪工作中的傳統(tǒng)工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測(cè)深桿、測(cè)深繩、測(cè)深鉛魚等，這些傳統(tǒng)的工作方法測(cè)量精確度較低且效率不高，只能進(jìn)行粗略的海圖繪制，難以完成當(dāng)前情況下所需要進(jìn)行的各類工作，更難以滿足高要求的探測(cè)工作的進(jìn)行。為了解決此類問題，在遙感探測(cè)、聲波探測(cè)、衛(wèi)星地位和激光探測(cè)等科學(xué)技術(shù)不斷成熟的今天，此類先進(jìn)技術(shù)逐步被應(yīng)用于海洋的測(cè)繪過程之中，隨著這些技術(shù)的使用，海洋測(cè)繪技術(shù)也

3、將逐漸向高效率、高精度、高現(xiàn)代化邁進(jìn)。1.GPS在海洋測(cè)繪的精密定位中的應(yīng)用方法目前，以交通部海事局為基礎(chǔ)，中國(guó)沿海范圍內(nèi)為區(qū)域的指向標(biāo)差分GPS的無線電定位系統(tǒng)（RBN/DGPS)已經(jīng)投入使用。此系統(tǒng)是由多個(gè)基準(zhǔn)的臺(tái)站組合而成，其有效工作距離可以達(dá)到300公里，能夠基本覆蓋我國(guó)范圍內(nèi)的海道測(cè)量范圍且定位的精確程度可以保持在5米之內(nèi)，很大程度上滿足了沿岸海道的測(cè)量大比例尺繪圖過程中導(dǎo)航與定位的精確度要求。但對(duì)于要求高精度測(cè)量的區(qū)域而言，此系統(tǒng)依舊無法滿足以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的水位更正方式的需求。而對(duì)GPS-PPK技術(shù)而言，其主要是指事后精密處理雙頻GPS所采集到動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)

4、據(jù)的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在測(cè)量時(shí)具有很高的精密程度，而且GPS-PPK技術(shù)在實(shí)際使用的過程中對(duì)于數(shù)據(jù)鏈可以不用進(jìn)行實(shí)時(shí)的通訊。7結(jié)合在海洋測(cè)繪過程中關(guān)于測(cè)量規(guī)范的要求，在綜合對(duì)設(shè)備運(yùn)行的成本、大地高精度的要求、導(dǎo)航實(shí)時(shí)性的需求等許多實(shí)際問題考慮的前提下，進(jìn)行精密的海洋測(cè)繪中的定位工作需要結(jié)合指向標(biāo)差分GPS的無線電定位系統(tǒng)（RBN/DGPS)和GPS-PKK技術(shù)中的后臺(tái)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使用將兩者相互結(jié)合的技術(shù)方案。其主要工作流程是，首先經(jīng)RBN/DGPS系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)的定位導(dǎo)航進(jìn)行系統(tǒng)支持，提供誤差在3米之內(nèi)的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)，之后再由雙頻載波對(duì)其載波的相位數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并觀測(cè)所記錄

5、的相位的部分測(cè)量。另外，在進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)處理的過程中，水平面的位置的計(jì)算可以達(dá)到米級(jí)的精確程度，且此時(shí)也能夠計(jì)算出對(duì)于更正水位的GPS大地高度。需要注意的是，每個(gè)基站都需要配備大地測(cè)量型的雙頻GPS接收裝置，之后通過臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦就能夠?qū)y(cè)量時(shí)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行完美收集。2.GPS在海洋測(cè)繪的水深測(cè)量中的應(yīng)用方法2.1無驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)7無驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)隨著GPS-RTK的日益成熟，如今已經(jīng)能夠獲得cm甚至mm級(jí)的水平定位精度和cm級(jí)的高程度定位技術(shù)，該技術(shù)的固定斷面測(cè)量采用RTK無驗(yàn)潮模式實(shí)施。根據(jù)固定斷面測(cè)量時(shí)需取得定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，轉(zhuǎn)換參數(shù)的質(zhì)量直接影響RTK測(cè)量的精

6、確度。測(cè)試前需采用聲速測(cè)試計(jì)測(cè)量當(dāng)天水中的聲速，而后將聲速參數(shù)輸入測(cè)深儀，自動(dòng)修正水溫、鹽度對(duì)水深測(cè)量值的影響。要算出測(cè)深儀吃水深度與GPS天線高，需利用精確量取換能器桿總長(zhǎng)與桿頂至水面的距離。實(shí)施測(cè)量時(shí)，需利用GPS控制點(diǎn)結(jié)果，在GPS-RTK手簿中進(jìn)行調(diào)整，在離測(cè)區(qū)近的控制點(diǎn)上建立基準(zhǔn)架，用GPS-RTK手簿啟動(dòng)基準(zhǔn)站，將轉(zhuǎn)換冊(cè)數(shù)輸入海洋測(cè)繪導(dǎo)航軟件中。無驗(yàn)潮測(cè)量時(shí)，為了確保定位精度，可利用海測(cè)軟件設(shè)置為RTK固定，要采集數(shù)據(jù)記錄，需流動(dòng)站GPS接受機(jī)初始化成功后才可進(jìn)行。要注意將利用轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)量的RTK無驗(yàn)潮成果與GPS-RTK手簿中點(diǎn)校正測(cè)量的測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)

7、比，以保證各種設(shè)置的精確無誤。2.2GPS與數(shù)字測(cè)深儀的實(shí)際應(yīng)用2.21.水深測(cè)量工作中的基本步驟與作業(yè)方法水深測(cè)量工作主要是指通過承載測(cè)量船與作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)進(jìn)而獲得水深數(shù)據(jù)的工作過程，其工作系統(tǒng)主要由專業(yè)軟件和計(jì)算機(jī)、GPS接受裝置、數(shù)字探測(cè)儀等設(shè)備組成。工作流程可以分為測(cè)量前的準(zhǔn)備工作、外業(yè)數(shù)據(jù)的收集工作、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理工作、測(cè)量成果的輸出工作等幾個(gè)步驟。（1）測(cè)量前的準(zhǔn)備工作在進(jìn)行水深測(cè)量的前期準(zhǔn)備工作時(shí)需要注意一下幾個(gè)方面：第一，對(duì)RTK基準(zhǔn)站進(jìn)行架設(shè)時(shí)，其位置應(yīng)選擇在測(cè)量范圍內(nèi)的中心區(qū)域，要求處于視野開闊切地勢(shì)較高的位置；