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1、淺談GPS在水上測量中的應用【摘要】GPS技術(shù)在水利工程屮的應用是水利工程建設屮的一項重大變革，其應用前景十分廣闊。GPS技術(shù)具有自動化程度高、觀測速度快、點位精度高和經(jīng)濟效益高的優(yōu)勢。本文主要闡述了有關GPS在水上測量中應用的一系列問題?！娟P鍵詞】GPS,水上測量，應用中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A一.刖BGPS技術(shù)具有高精度、高效性、經(jīng)濟性和不需通視等的優(yōu)點，受到人們的廣泛應用。GPS技術(shù)在水上測量中的應用，增強了測量數(shù)據(jù)的可靠性、提高了水上測量工作的效率、降低了工作強度以及節(jié)約了成本。本文針對GPS在水上測量中的應用進行深入的研究和
2、探討。二.GPS-RTK技術(shù)的基本原理和特點1.實時動態(tài)(RTK)測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合,是GPS測量技術(shù)中的一個新突破。RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)泄位技術(shù),它能夠?qū)崟r地提供測站點在指泄朋標系屮的三維泄位結(jié)果,并達到厘米級精度。GPS-RTK系統(tǒng)主耍由基準站、流動站和通訊系統(tǒng)三部分組成。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)山基準站的發(fā)射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現(xiàn)實時動態(tài)測量的關鍵設備。GPS-RTK系統(tǒng)的基本原理：在基準站和流動站都設置好后，同時接收五顆以上的相同衛(wèi)星進行載波相位觀測，基準站在跟蹤載波相位測量的同時通過
3、數(shù)據(jù)鏈將測站坐標、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)發(fā)射岀去；流動站在接收GPS衛(wèi)星信號進行載波相位觀測的同時，還通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的信息，實時解算出相對于基準站點的基線向量,并通過已知設置的轉(zhuǎn)換參數(shù)及投影方法計算出流動站的地方坐標。2GPS-RTK技術(shù)的特點GPS-RTK測量技術(shù)除了具有GPS測量的優(yōu)點外，同時它還具有觀測時間短，能實現(xiàn)坐標實時解算的優(yōu)點，從而可以提高牛產(chǎn)效率。GPS-RTK技術(shù)還能實時動態(tài)定位，如果釆用快速靜態(tài)測量模式，在十五千米范圍內(nèi)，其定位精度可控制達一至二厘米內(nèi)。它可用于丁程控制測量。RTK測量系統(tǒng)的開發(fā)成功，為
4、GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對GPS測量技術(shù)的發(fā)展和普及，具有重要的現(xiàn)實意義。一.GPS技術(shù)在水上測量屮的分析研究水上測量的作業(yè)系統(tǒng)主要由GPS接收機、數(shù)字化測深儀、數(shù)據(jù)通信鏈等相關軟件等組成。測量作業(yè)分三步來進行，即測前的準備、外業(yè)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的后處理形成成果輸出。1?測區(qū)簡介洞頭縣黃呑二期圍涂工程位于洞頭縣大門島南部黃呑海涂面上。其主耍建筑物由圍堤、排水（澇）閘、納排水閘及圍區(qū)內(nèi)進排水河道等主要建筑物組成，圍涂總面積5518畝。本次測量任務為1:500比例尺水下地形測量，范圍為延海岸線約3.6公里。測區(qū)內(nèi)已知控制點可以滿足
5、測量要求。1.測量設備本次測量平面位置及高程采用中海達5800雙頻接收機（標稱靜態(tài)精度5mm±lppm＞動態(tài)精度10mm±lppm）,測深設備采用中海達HD-27T系列回聲數(shù)字化測深儀。通過測深儀計算機系統(tǒng)實時記錄各個定位點的坐標和水深數(shù)據(jù)。1.水下地形測量的基本過程測量過程中GPSRTK的作用在于平面位置定位及高程測量，而測深儀的作用在于水深數(shù)據(jù)的采集。其過程大致分三階段：測前準備階段、數(shù)據(jù)采集階段和數(shù)據(jù)后處理階段。（1）測前準備階段：（-）布置測深斷面線根據(jù)測區(qū)的坐標系統(tǒng)和測量范圍建立任務，并采用海達水下地形測量專用導航軟件在測深儀中輸入預設
6、航線。航線的垂直于等深線方向，航線的間距為10米。（二）安裝儀器（1）測深儀換能器的安裝：測深儀換能器應安裝在距測量船船首1/3?1/2船長處，可采用舷側(cè)安裝。在安裝前先應檢查換能器與安裝桿的垂直度，可通過螺絲的調(diào)節(jié)使換能器的發(fā)射面與安裝桿垂直，最后借助經(jīng)緯儀的豎絲來調(diào)整安裝桿垂直度，從而達到換能器的發(fā)射Ifli與水面平行的目的。安裝桿的固定可采用固定夾板和鋼纜。（2）GPS接收機天線安裝：將連接天線的對中桿與換能器的安裝桿捆綁在一塊，使GPS的定位屮線與測深屮心一致。（3）GPS基站設置：將基準站架設在已知點A上，同時設置好測區(qū)的參考坐標系、投
7、影參數(shù)、衛(wèi)星限制高度等，并輸入基準站的三維坐標，啟動基準站，發(fā)射無線電，并對已知點進行校測。4?數(shù)據(jù)采集階段RTK及計算機系統(tǒng)結(jié)合自動定位，并實時通過數(shù)據(jù)線將測深儀水深數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)成圖。避免全站儀模式要將平面定位數(shù)據(jù)和水深數(shù)據(jù)拼在一起而產(chǎn)生的麻煩和不必要的錯誤。在采集過程屮，由于GPS天線與測深儀的換能器處于同一垂直面，GPS接收的時間與釆集水深數(shù)據(jù)的時間同步，而且GPS的定位點與水深采集點重合，從而提高了數(shù)據(jù)資料的準確性，為工程的質(zhì)量打下良好的基礎。其具體的采集過程如下：(1)將GPS接收機、測深儀連接完成，設置測深儀的記錄設置(一般按
8、1米間距設置)、吃水深度和采集數(shù)據(jù)頻率等，并打開各種儀器的電源，并對儀器進行初檢，主耍進行水深比對，即用測坨量測水深與測深儀測量水深進行
