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1、GPS在海洋測繪精密定位和水深測量中應用 【摘要】隨著科技水平的發(fā)展和工業(yè)化進程的加速，海洋測繪作為測繪科學技術中的重要的一個門類，其設備與技術都有了明顯的改進和提高。GPS（全球定位系統(tǒng)），擁有精度高、可全天候運作等優(yōu)點，在海洋水深測量與精密定位的應用中具有很高的利用價值。本文就GPS技術在海洋測繪中的水深測量與精密定位的測量方法與工作原理進行了研究和分析。【關鍵詞】GPS海洋測繪精密定位及水深測量中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A文章編號：7【引言】隨著科技水平的不斷提高和社會進行的不斷加速，對于研究地球科學的領域而言，人類取得了長足的進步和巨大的發(fā)展，在海洋
2、領域進行的探索和研究也開始漸漸深入。海洋測繪工作往往需要進行海圖測繪、水下深海的地形測量、海底的灘涂測繪、港口清淤、航道的測量、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，常用與我國海洋測繪工作中的傳統(tǒng)工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測深桿、測深繩、測深鉛魚等，這些傳統(tǒng)的工作方法測量精確度較低且效率不高，只能進行粗略的海圖繪制，難以完成當前情況下所需要進行的各類工作，更難以滿足高要求的探測工作的進行。為了解決此類問題，在遙感探測、聲波探測、衛(wèi)星地位和激光探測等科學技術不斷成熟的今天，此類先進技術逐步被應用于海洋的測繪過程之中，隨著這些技術的使用，海洋測繪技術也
3、將逐漸向高效率、高精度、高現(xiàn)代化邁進。1.GPS在海洋測繪的精密定位中的應用方法目前，以交通部海事局為基礎，中國沿海范圍內(nèi)為區(qū)域的指向標差分GPS的無線電定位系統(tǒng)（RBN/DGPS)已經(jīng)投入使用。此系統(tǒng)是由多個基準的臺站組合而成，其有效工作距離可以達到300公里，能夠基本覆蓋我國范圍內(nèi)的海道測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量大比例尺繪圖過程中導航與定位的精確度要求。但對于要求高精度測量的區(qū)域而言，此系統(tǒng)依舊無法滿足以GPS技術為基礎的水位更正方式的需求。而對GPS-PPK技術而言，其主要是指事后精密處理雙頻GPS所采集到動態(tài)測量數(shù)
4、據(jù)的技術，此項技術在測量時具有很高的精密程度，而且GPS-PPK技術在實際使用的過程中對于數(shù)據(jù)鏈可以不用進行實時的通訊。7結合在海洋測繪過程中關于測量規(guī)范的要求，在綜合對設備運行的成本、大地高精度的要求、導航實時性的需求等許多實際問題考慮的前提下，進行精密的海洋測繪中的定位工作需要結合指向標差分GPS的無線電定位系統(tǒng)（RBN/DGPS)和GPS-PKK技術中的后臺動態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使用將兩者相互結合的技術方案。其主要工作流程是，首先經(jīng)RBN/DGPS系統(tǒng)對實時的定位導航進行系統(tǒng)支持，提供誤差在3米之內(nèi)的實時定位數(shù)據(jù)，之后再由雙頻載波對其載波的相位數(shù)據(jù)進行記錄并觀測所記錄
5、的相位的部分測量。另外，在進行后臺數(shù)據(jù)處理的過程中，水平面的位置的計算可以達到米級的精確程度，且此時也能夠計算出對于更正水位的GPS大地高度。需要注意的是，每個基站都需要配備大地測量型的雙頻GPS接收裝置，之后通過臺式機或筆記本電腦就能夠對測量時所收集到的數(shù)據(jù)進行完美收集。2.GPS在海洋測繪的水深測量中的應用方法2.1無驗潮測量技術7無驗潮測量技術隨著GPS-RTK的日益成熟，如今已經(jīng)能夠獲得cm甚至mm級的水平定位精度和cm級的高程度定位技術，該技術的固定斷面測量采用RTK無驗潮模式實施。根據(jù)固定斷面測量時需取得定位坐標轉換參數(shù)，轉換參數(shù)的質量直接影響RTK測量的精
6、確度。測試前需采用聲速測試計測量當天水中的聲速，而后將聲速參數(shù)輸入測深儀，自動修正水溫、鹽度對水深測量值的影響。要算出測深儀吃水深度與GPS天線高，需利用精確量取換能器桿總長與桿頂至水面的距離。實施測量時，需利用GPS控制點結果，在GPS-RTK手簿中進行調整，在離測區(qū)近的控制點上建立基準架，用GPS-RTK手簿啟動基準站，將轉換冊數(shù)輸入海洋測繪導航軟件中。無驗潮測量時，為了確保定位精度，可利用海測軟件設置為RTK固定，要采集數(shù)據(jù)記錄，需流動站GPS接受機初始化成功后才可進行。要注意將利用轉換參數(shù)測量的RTK無驗潮成果與GPS-RTK手簿中點校正測量的測點三維坐標進行對
7、比，以保證各種設置的精確無誤。2.2GPS與數(shù)字測深儀的實際應用2.21.水深測量工作中的基本步驟與作業(yè)方法水深測量工作主要是指通過承載測量船與作業(yè)系統(tǒng)進行測量作業(yè)進而獲得水深數(shù)據(jù)的工作過程，其工作系統(tǒng)主要由專業(yè)軟件和計算機、GPS接受裝置、數(shù)字探測儀等設備組成。工作流程可以分為測量前的準備工作、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、測量成果的輸出工作等幾個步驟。（1）測量前的準備工作在進行水深測量的前期準備工作時需要注意一下幾個方面：第一，對RTK基準站進行架設時，其位置應選擇在測量范圍內(nèi)的中心區(qū)域，要求處于視野開闊切地勢較高的位置；
