水下测量GPS-RTK技术应用

水下测量GPS-RTK技术应用（精选9篇）

水下测量GPS-RTK技术应用 篇1

水下测量GPS-RTK技术应用

GPS实时动态测量技术(即RTK技术),利用GPS接收机接收导航卫星载波相位进行实时相位差分实施地形测量,不受通视条件的.影响,且RTK配合测深设备可以对水下点进行快速定位,优势明显.文章通过对GPS-PTK工作原理的阐述,结合具体工程实践,分析了GPS实时动态技术在地形测量中的精度,说明了GPS在地形测量中能充分发挥它快捷、灵活、精度高的特点,具有广泛的实用价值.

作 者：陈学辉 作者单位：新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆,昌吉,831100刊 名：中国高新技术企业英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年，卷(期)：“”(3)分类号：U674关键词：GPS-RTK 水下测量 测区控制测量 外业数据采集 数据处理

水下测量GPS-RTK技术应用 篇2

高效的技术手段,给我国的地形测量以及工程放样等行业提供了更加广阔的发展前景。因此,文章针对GPS-RTK三维水下地形测量应用的研究具有非常重要的现实意义。

1 GPS-RTK三维水下地形测量技术的原理和应用优势

1.1 GPS-RTK技术三维水下地形测量技术的原理

GPS-RTK三维水下地形测量技术一种实时动态定位技术,一个完整的GPS-RTK系统由基准站、流动站和通讯系统组成。在进行作业的过程中,GPS-RTK系统中的基准站将坐标信息和观测值通过数据链传给流动站,流动站在系统内部对接收到的来自基准站的数据和采集到的观测数据进行快速处理,流动站对数据的处理精度非常高,可以将定位结果精确到厘米。

在数据的处理方面,GPS-RTK技术通过载波相位动态实时差分方法可以有效降低观测过程中产生的误差对定位精确度的影响。数据处理技术和传输技术是GPS-RTK三维水下地形测量工作的重要支撑技术。

1.2应用优势

通过将GPS-RTK测量技术在三维水下地形测量中的应用优势主要包括以下几个方面:其一,增加水下地形测量距离,GPS-RTK测量技术在水下地形测量时,由于电台功率相对较大,能够将测量距离延伸至10km左右;其二,抗干扰能力强,GPS-RTK测量技术和传统测量技术相比,采用基准站和流通站进行信号的接收,消除了通视环节,这样能够有效的降低自然因素以及其他外界因素对信号造成的干扰;其三,提高水下地形测量精度,通过将GPS-RTK测量技术应用在水下地形测量工作中,能够显著的提高被测点水域的高程位置和水平位置的测量精度。

2 GPS-RTK测量技术在三维水下地形测量中的应用

2.1 GPS-RTK三维水下地形测量应用的准备工作分析

2.1.1布设控制网

布设控制网是利用GPS-RTK技术进行水下地形测量的首要工作。控制网的布设要考虑到水下地形测量工作的具体目的,要以满足测量需要为依据进行布设,控制网应该能够覆盖整个测量区域。在布设过程中,要严格遵循技术规范,对测点进行合理布设,我国的水下地形测量一般采用地方独立坐标系或者北京54坐标系。在数据采集的过程中,要根据控制网的实际情况采用相应的GPS接收机对观测数据进行采集。

2.1.2坐标参数的转换

因为在进行测量时,控制网的布设多使用的是北京54坐标系,但是GPS系统中应用的是世界大地坐标系。所以为了满足测量的要求,应该根据测量工作的实际情况对坐标参数进行转换,采用控制点联测法对参数进行计算,将世界大地坐标系引入到北京54坐标系中,最终获得精确度比较高的转换参数。

2.1.3架设基准站

在架设基准站的过程中,要重视对架设位置的选取,尽量选择建在地势高,比较空旷,又能免受输电设备影响的区域,防止在测量的过程中有信号干扰测量的精确度。当基准站固定以后,要对移动站进行设置,然后通过对坐标进行核对之后,再进行具体的观测数据采集工作。

2.2 GPS-RTK三维水下地形测量的数据采集和处理工作

在水下地形测量过程中,尽量使用两台流动站和一台基准站同时作业,在作业的过程中,使用一台测深仪进行水深的测量,然后通过GPS导航设备,实现精确的定位,采集具体的水下地形数据。在测量过程中,应保持各种设备的时间相一致,避免计算机与数据采集设备之间存在的时间误差,以便保证测量的精确度。在水面高程的测量过程中,要对全站仪、导航软件、和基准站采集的水面高程数据进行对比,当结果一致时,再开始地形测量工作,以防产生测量误差。

在对采集回来的数据进行处理时要注意声速的配置,一般通过Hypack软件导入原始数据,然后通过设置平均周期消除外界因素对周期的干扰,再通过内业编辑处理获得水下地形数据。

2.3 GPS-RTK三维水下地形测量误差和对策

数据采集和处理工作完成之后,还应该做好数据的精度控制工作,针对水下地形测量误差,采取针对性的措施进行处理,以此保证测量精度。

2.3.1 GPS-RTK三维水下地形测量误差原因

GPS-RTK三维水下地形测量误差的原因众多,主要包括以下几个方面:(1)水下地形测量受到海面风浪的影响,在采用钢尺进行测深仪吃水改正数和RTK天线至水面的距离时,很容易出现丈量误差,对测量精度造成影响。(2)在进行外业作业时,测量船舶受到气流、浪以及风的影响,导致测量船舶出现摇摆(横摇、纵摇等),船舶的不同姿态会对测量数据产生影响,导致数据在三维坐标系中存在一定的误差。(3)船舶在运动的过程中会导致设备信号传输存在一定的时间延迟,由于RTK每秒输出10组三维信息,当三维坐标输出时延为0.1s,假设测量船舶的行使速度为5km,那么将会导致0.26m左右的定位误差。(4)如果出现电脑和GPS-RTK时间不同步的现象,外业测量勾选时间存在不同步的现象,采用UTC时间,此时外置坐标信息和GGA将会采用UTC时间和探测仪的数据信息传入时间相匹配,由于两者之间存在5s左右的误差,将会导致出现三维信息混乱的现象,对三维数据测量结果产生不良的影响。

2.3.2误差消除对策

为了保证三维水下地形测量精度,需要采取以下对策进行改进,具体表现为:(1)为了消除波浪对视觉、丈量精度造成的影响,需要采用钢尺对RTK天线至探测仪换能器的整体距离进行直接测量,这样能够消除波浪对水深测量的影响,有效提高测量精度。(2)对于船舶摇摆造成的水深误差,通常采用运动传感器消除或者补偿的方式进行消除,或者采用测量船舶和波浪垂直的方向行驶,这样能够有效的消除或者减弱平面误差。(3)提高水深数据和GPS的匹配精度,准确的对GPS时延进行计算,能够有效的降低位置偏差,对各设备和Hypack软件的时间进行合理的设置,保证时间设置的同步性,这样能够有效的降低三维数据质量误差,对于海水水声波传播速度的测量采用声速剖面仪,并且在内业数据处理过程中对声速进行改正,能够有效的消除水下地形测量误差,提高三维数据精度。(4)利用现场水文观察站对海浪的实际状况进行实时、全面的记录,对流向、流速、风速以及浮标海浪波高和周期进行统计测量,在进行内业数据处理时,RTK潮位需要设定为波浪半周期的整数倍,这样能够有效的降低或者消除波浪对测量结果的影响,有效的提高三维数据精度。

3总结

综上所述,GPS-RTK测量技术在三维水下地形测量中具有很大的优势,在实践应用的过程中需要了解GPS-RTK测量技术的原理,做好相应的前期准备工作、数据采集和处理工作,同时对导致三维水下地形测量误差的原因进行分析,并采取有效的措施进行处理,以此提高三维数据精度和整体测量效益。

摘要：得益于经济的发展和科学技术的进步,地形测量技术水平也在不断完善创新,GPS-RTK测量技术的发展给我国的水下地形测量工作提供了很大的便利。相比于传统的测量技术,GPS-RTK技术有效的降低了测量的难度,缩短了测量工作的时间,水下地形测量数据也更加精确,既提高了工作效率,也提高了水下地形测量工作的质量。本文主要对GPSRTK三维水下地形测量的原理和应用优势进行了分析,并探析了GPSRTK测量技术在三维水下地形测量中的应用,以供参考。

关键词：GPS-RTK,三维,水下地形测量,应用

参考文献

[1]郑伟,李炜.GPS-RTK三维水下地形测量的应用与误差分析[J].中国港湾建设,2015,35(7):42-44.

水下测量GPS-RTK技术应用 篇3

关键词：GPSR-TK技术；数字化；地形测量

在整个测量过程中，GPS- RTK技术以载波相位的观测值作为载体，在数字化地形测量中，使用动态性、实时性的定位技术，就是在基准站和数据链路的作用下，将观测到的数据传递到流动站中，流动站会将这些数据进行差分处理，进而得到准确的基准站坐标。1GPSRTK技术分析

1.1分析测量前的准备工作。在进行外业测量前做好准备工作十分有必要，工作人员要到现场勘查，掌握当地的地形情况，考察实际的地质特点，对当地的气候、交通等有一个初步的了解，在此基础上，根据数字化测绘工作的要求，科学的布置测量点，为了保证内业测量工作的顺利进行，在此期间将施工中使用的设备、仪器等都准备好，保证最终的测量质量。

1.2科学的布置测量点。使用GPS- RTK定位技术，测量点的连测方式和传统测量方式不同，工作人员在野外的工作时间相应的减少，避免往返于路上耽误时间，提高了工作效率和点位布设精度，具体操作步骤如下：第一步，在工程区域的第一级控制网上[1]，确定被测区点的分布情况。第二步，施工前设置好测量点坐标，将坐标数值输入到GPS机上。第三步，GPS- RTK具有放样功能，可以将工程点布设到施工现场，在使用中要注意GPS的静态测量、差分测量等，都没有放样功能，只有GPS- RTK定位技术具有该功能，其定位的精度非常高。

1.3GPSRTK在地形测量中的优势分析。与全站仪操作模式基本相同，使用RTK对单个点位进行测量时，花费的时间在几秒到几十秒之间。但是如果使用GPS- RTK技术，就节省了换站和通视环节，与此同时，多个流动站可以同时工作[2]，相互不会影响。和全站仪的操作方式相比，RTK测量技术使用的时间更短，而且操作效率高，在时间上大概可以节约一半。在地形测量中，所需的大比例尺地形测图，如果地形条件允许，例如没有较大的相对高差，坡度较缓，能够很好的接收卫星信号，可以进行无线连接，而且卫星全方位覆盖，没有测量的死角[3]，就可以在工程中应用GPS- RTK技术。其可以快速的对地貌信息进行采集，但是如果地形条件较为复杂，工作人员在操作中，应该配合全站仪一同操作，避免其干扰无线信号，进而在测量中数据出现偏差。

2分析GPS- RTK技术在数字化地形测量上的应用

2.1在图根控制方面的应用分析。使用GPS- RTK技术对地形进行数字化测量中，为了提高测量进度，当控制点已知时，测量工作可以直接越级到图根控制工作中。为了保证最终观测的精度，有效减少出现的对中误差，操作中先架设好三脚架，通过流动站观测相关数据，将天线使用高度调整到毫米级。测量中做到以下几点：第一点，控制图根点通视方向大于2个，将通视夹角控制在60°到120°范围，全站仪可以进行碎部数据的收集，在此基础上，能够有效对图根点的精度、夹角、间距进行观测，发现测量问题后，技术人员要及时处理，不能让其影响以后的操作，控制误差的出现。第二点，选择图根点时要遵循以下原则，保存方便、交通好、视野好，与此同时，要方便进行图根点的复测。第三点，在观测过程中，根据已知点对进行检查和复核，避免出现较大的误差。

2.2分析在碎部测量中的应用。进行地形测量中，在碎部测量中积极使用GPS- RTK技术，可以保证采集数据的准确性。该技术在采集操作中，不会受到当地天气的影响，同时测量精度较高。在测量中不需要考虑控制点的通视度，一般在地下数据采集中比较常用。在比较开阔的区域进行观测时，可以直接对线状物和独立地物进行观测，观测精度可以提高到厘米级。在实际应用过程中，根据测量物确定其点位，在点位上安装流动站，调整完设备后输入属性编码，进行内业整理过程中，通过程序将地物针对性地在地形测量图中表示出来。还可以对不同地物有针对性的测量，在对低矮的建筑进行测量时，可以将中杆加高，将仪器天线直接伸入到建筑内部，可以直接进行测量，对于比较高大，内部结构比较简单的建筑物，可以利用辅助点进行观测，得到碎部数据。在高大建筑物四个房角进行观测，将房角的延长线作为观测点，利用画草图的方式将观测点记录在内，将辅助点的顺序，连接的顺序进行标注，这样就能够编辑碎部数据，如果建筑物结构不规则，可以使用全站仪进行补充测量。

3分析测量中的误差控制

进行图根控制测量时，要根据已知控制点，合理设置野外数据采集点，在保证测量精度的前提下，点的密度要符合测图要求，同时严格控制平面误差。进行水准测量时，控制高程测量精度，观测点位时，读取数据不能出现错误，在观测路线的基础上，计算出测段的高度差，然后合理改进，并计算、分配出其闭合差，保证计算每个水准点高程的精度要求。在测量过程中，避免由于信号受到干扰而产生测量误差。对同测站误差也要加强控制，当天线相位出现变化后，点位坐标就会出现误差，一般在3～5cm范围，但是GPS- RTK技术要求的定位精度在1cm内，针对这一情况，根据天线精准的相位图和基站，合理进行数据的改进。如果存在多径误差，导致的后果非常严重，一般误差在5～19cm范围，因此测量过程中，点位必须选择在开阔地带，同时不能存在反射点，还可以使用扼流圈天线，有效防止天气环境的干扰。

总结：通过以上对GPS- RTK技术在数字化地形测量上的运用分析，发现其优势明显，测量精度高，操作简单，因此得到了广大技术人员的青睐，在掌握测量操作技术后，还应该注重对误差的控制，提高整体测量水平。

参考文献

[1]刘瑾.GPS-RTK技术在数字化地形测量上的应用试验[J].中外企业家， 2014（4Z）：118-119.

[2]李旭.GPS-RTK技术在数字化地形测量上的应用探究[J].工程技术：全文版， 2016（6）：00212-00212.

[3]刘犇，孙艳秋. GPS-RTK技术在数字化地形测量上的应用实验[J].黑龙江科技信息， 2014（20）：33-33.

水下地形测量技术分析论文 篇4

4结束语

通过上述分析可以发现，现阶段我国水下地形测量技术已经呈现出多样化发展的特点，且测量的精度、可操作性等方面都得到了优化。在具体测量项目中，可以结合项目的实际需要灵活选择，这是我国测绘水平提升的具体体现，为我国水下工程的开展提供了强大的技术支持。

参考文献

[1]何广源，吴迪军，李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息，2013(02).

[2]杨玉光.关于水下地形测量中GPS―RTK技术的应用探讨[J].江西测绘，2013(03).

水下地形测量原理与方法研究 篇5

水下地形测量原理与方法研究

本文基于笔者多年从事水下地形测量的.相关工作经验,以水下地形测量的原理和方法为研究时象,探讨了与之相关的平面定位,水深测量、水下地形测量及GPS-RTK水深测量等的相关方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：路武生 作者单位：深圳市勘察测绘院有限公司,深圳,518028刊 名：科技创新导报英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：2009“”(26)分类号：P2关键词：水下地形测量 水深测量 平面定位 GPS-RTK

水下测量GPS-RTK技术应用 篇6

RTK技术全称实时动态差分法,是一种新型的GPS(全球定位系统)测量技术,其相较于以往静态测量与动态测量均需对所获得数据进行后期结算才能确保厘米级精度的缺陷,能实现野外测量后得实时厘米级精度定位,能显著提升测量作业效率。同时,GPS-RTK技术还具有操作便捷、自动化水平高、维修简单等众多优点,因此面对煤矿行业矿山测量作业任务量不断增大的现状,在矿井测量中推广应用GPS-RTK技术(实时动态测量技术)对于优化矿井测量质量,从而更好地为矿井安全生产提供服务意义重大。

1 GPS-RTK测量系统构成与工作分析

GPS-RTK技术本质上属于GPS测量技术同数据传输技术相融合而形成的综合性技术,其测量系统主要包括GPS接收装置、数据传输系统与软件系统三大部分。其工作原理为:同时使用至少2台GPS接收装置(1台作为基准站,1台作为流动站),通过载波相位差分技术对两测站载波相位差分值进行测量,从而获得精准数据。操作时,基准站接收装置布置于固定位置,并对卫星的原始数据进行采集,然后对原始数据包装后通过串行端口传输至无线电发射装置进行广播;流动站电台接收基准站所发出GPS原始数据,并将其同自身所采集的GPS原始数据汇集在一起进行统一的对比分析,进而通过对差分观测值得实时处理获得2个接收机之间厘米级基线向量,最后通过基准站已知坐便和基线向量便可对流动站具体坐标进行计算[1]。

通过这种工作方式,测量作业人员只需携带流动站在测量区域内进行移动便可实现精准且快速的定位测量、地形测量等工作。而对于GPS-RTK技术的实现其关键则在于数据的有效处理与传输,通常RTK进行定位时必须要求基准站将其观测数据与已知数据向流动站实时传输,传输波特率通常在9 600以上,而这借助无线电技术是可有效达成的,因此GPS-RTK技术可获得广泛应用。

2 GPS-RTK技术优势分析

2.1 作业条件低受外界影响小

GPS-RTK能不受外界环境、气候变化的影响,进行不同地域下的全天候野外测量作业,同时其基准点同测点之间只需实现电磁波同时便可进行操作。所以,相较于以往传统测量技术,GPS-RTK抵抗外界影响的性能更强,在传统测量难以开展的复杂地形区域,GPS-RTK技术则能轻松完成定位于工程点放样作业。此外,在一般地形中,GPS-RTK技术1次设点可对半径4 km范围的区域进行有效测量,大幅降低了传统测量时的搬站次数,可以显著降低作业强度[2]。

2.2 测量精准度高

采用GPS-RTK技术进行测量作业,只要周边环境能满足其基本作业条件,GPS-RTK技术便可在其作业范围内实现平面测量与高程测量的厘米级精准度。在采用传统测量技术进行作业时由于需要逐级设站进行测量,每一次设站导致的误差通过不断的累积会导致最终结果的较大误差。而GPS-RTK技术每次测量均是相对独立的,使得其误差值不存在累积传递的情况。

2.3 携带与操作便捷

通常GPS-RTK系统所使用流动站多提交小且重量轻,非常适合在山区等通行不便的区域进行携带。在设站时只需进行简单设置,便可边走边进行数据测量与坐标放样工作。同时,GPS-RTK自身携带的记录手簿具有强大的数据输入、存储、转换及输出功能,且操作便捷,只需跟随说明书指导便可进行有效操作。

2.4 自动化水平高

GPS-RTK系统内集成有众多测量与放样功能,可很好地满足不同情况下的测绘需求,同时移动站内设置有多重软件控制系统,在不需要人工操作的情况下便可自行完成多项测绘功能,从而大幅降低辅助测量作业量。GPS-RTK技术具备的高自动化水平在大幅节约作业时间,提升作业效率的同时还可以有效规避人为操作导致的误差,提升作业精准度。

2.5 作业周期短

GPS-RTK作业无需反复布设测点,作业时仅需1人携带流动站便可完成整个测绘作业,在每个测点上测量耗时仅仅数秒,作业效率极高,极大地降低了整个作业周期,从而节约人力成本的同时为后续工作的开展提供了充足时间。

3 GPS-RTK技术在矿井测量中的应用分析

3.1 GPS-RTK在矿区地形测量中的应用

常规矿井地形测量作业中不管是三角测量法还是导线测量法,作业时控制点之间必须能做到相互通视方可以进行作业,不仅耗时耗力且测量精准度相对较低。而GPS静态与动态测量技术在进行测量时虽不需实现控制点间的相互通视便可进行作业,且测量精度相对较高,但测量所得数据必须进行专门的后续处理方可使用,无法做到实时定位,特别是当后期处理中发现测量精度不准时仍需返工重新测量,而GPS-RTK技术则能在进行无通视测量的同时实现实时的精准定位,从而有助于显著提升测量效率。因此,GPS-RTK技术现已广泛应用于矿井控制网加密中,其不仅可满足测量精度需求,而且节约了大量人力与时间[3]。

3.2 GPS-RTK在矿区地形测绘中的应用

矿区地形测绘主要是指依据地形控制点加密图,通过平板仪测图法与经纬仪测图法在控制点上绘制地形图。近些年,伴随电子科技的发展虽可使用全站仪通过专门的测图软件对地形图进行测绘,但均需要测站点与周边测点能实现互相的通视,在作业时必须依靠3人同时操作。而使用GPS-RTK技术,只需1个操作人员携带一起在各测量碎布点上输入相应的特征代码并通过便携机记录相关参数并可将整个测量区域内地形地物测点数据全部测定并借助专业绘图软件将所需地形图绘制出来。此外,借助GPS-RTK技术对碎部点进行测定时不需实现测站点与周边测点的互相通视便可进行,可显著提升矿区地形测绘的工作效率。

3.3 GPS-RTK在矿井工程测量中的应用

矿区工程测量作业长期以来不仅是矿区测量的重点更是其难点所在。由于矿区分布范围广泛,区域内地形复杂多变,国家控制点密度相对较小,使得各测点之间通视环境较差。同时多数地区仅仅是开展过普查工作,并为构建相应的加密控制网。这使得通过常规仪器开展测量作业时难以同国家网进行互联,从而造成额外的人力与物力投入。但使用GPS-RTK技术时,由于GPS-RTK技术便是建立在国家控制点网的基础上,因此只需在矿区找到国家控制点便可GPS-RTK系统进行直接观测并快速获取全矿区的基准转换参数。随后开展矿区工程测量作业时,借助基准转换参数,在矿区1个已知点上布设1台GPS接收装置作为基准站,由1个人携带移动站在各工厂位置上短暂停留并记录相应参数后,便可获得整个工程所有工程点的高程与坐标,同时对工程定位精准度进行检验[4,5,6]。

4 结语

相较于传统测量技术,GPS-RTK技术具备自动化水平高、操作便捷、精准性有保障特性,能更好地适应矿区地质测量动态变化性强的特点。特别是伴随现代科技的不断进步,GPS-RTK已经从最早的1+1模式发展为广域差分系统,从而极大地扩展了其测量范围,同时借助更加先进的GPRS(通用分组无线业务)网络替代以往的电台进行数据传输也进一步提升了数据传输距离与效率。因此,不断推广GPS-RTK技术在矿井测量中的应用,不仅能进一步简化矿井测量难度与强度,同时也是推动矿井生产建设更加安全、有效开展的必要保障。

参考文献

[1]赵兴旺,余学祥.GPS-RTK技术在地表移动中的应用探讨[J].煤炭技术,2007(9):104-106.

[2]贾晓娟,钱兆明.GPS技术在安太堡露天矿边坡变形监测中的应用[J].煤炭科学技术,2008(6):90-94.

[3]李杨杨,宋士康,张磊,等.GPS-RTK联合水准仪在充填工作面地表高精度动态监测中的应用[J].煤炭工程,2012(4):112-114.

[4]李鹏,李燕.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用分析[J].内蒙古煤炭经济,2012(9):81.

[5]张记飞,段俊礼.GPS-RTK技术在勘查区控制点加密中的应用分析[J].中州煤炭,2012(12):39-40.

水下测量GPS-RTK技术应用 篇7

关键词：GPS-RTK,公路测量,应用前景

1 概述

在公路工程测量中, 电子全站仪、水准仪等常规地面测绘仪器, 配合其他测量工具 (如皮、钢尺等) 进行。这种测量模式存在着作业人员和仪器设备多、野外工作量大、工作效率低、测量误差累积、现场测量成果不直观、自动化程度低等缺点。GPS—RTK定位技术具有实时、快速、精度好、所需控制点少、外业工作量小、自动化程度高等优点。能有效地克服常规地面测量技术不能很好解决的通视等困难, 并且GPS-RTK还能提高过程准确性及经济效益。本文阐述了GPS—RTK技术应用于公路工程测量的原理、作业流程和技术特点。

2 GPS-RTK测量技术特点

2.1 有效降低控制测量的工作量。

在常规地面测量中。一般按“先控制、后碎部”的原则, 首先逐级布设测量控制网, 再利用控制点进行碎部测量。而GPS—RTK技术则可免除繁琐复杂的分级控制测量工作, 只需在测区布设少量控制点以建立基准站即可满足需要。

2.2 可全天候作业。

在任何时间任何地点, 只要能同时接收到4颗GPS卫星的信号, 满足一定的几何图形条件, 即能进行作业。可根据要求精度来没置。实践表明:当观测条件良好时.采用性能良好的双频接收机观测2—5 S即可得到厘米级的定位结果, 并且测量误差不会逐点积累。

2.3 测量过程直观。

采用RTK进行测量定位放样时, 利用流动站接收机的测量控制器能直观地对测量过程进行有效控制, 能及时查看坐标定位精度, 这是常规测量技术无法实现的。

2.4

在地形起伏大、植被茂密的地区进行测量时.RTK技术能很好地解决测最过程中因通行、通视不便而造成的难题。

2.5 测量人员数量显著减少。

RTK作业中, 一台基准站可同时供多个流动站使用, 常规情况下, 每个流动站只需1人操作测量控制器。

3 GPS定位原理及作业流程

3.1 GPS—RTK技术的工作原理。

GPS—RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它能够实时地提供规测点在指定坐标系中的三维定位结果, 并达到厘米级精度。GPS—RTK定位由基准站和流动站两部分组成。基准站一般选设在视野开阔、地势较高的高等级已知控制点上, 它主要是对GPS卫星进行连续跟综观测, 并通过数据链实时地将载波观测数据及基准站信息发送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据, 还要采集GPS观测数据, 在系统内组成差分观测值进行实时处理, 并给出厘米级定位结果。

3.2 GPS—KTK定位的作业流程

3.2.1 基准站的设置。

根据工程需要在当地收集高等级已知控制点, 并对收集到的控制点进行必要的检测, 以保证起算数据准确可靠多数情况下, 收集的已知控制点不便于工程直接使用。此时要在测区内布设若干控制点, 联测坐标与高稗。RTK定位测量时, 在选定的基准站上安置接收机, 正确配置参数

3.2.2 坐标系统转换。

一般工程项口的建设都是在地方独立坐标系中进行, 因此需要计算坐标转换参数。利用控制点 (至少三个) 进行RTK参数修正 (必须解得七参数) , 求出坐标转换参数后, 利用测量控制器即可实时解算出定位点的工程独立坐标。

3.2.3 流动站测量定位。

坐标转换参数确定无误后, 即可在测区根据工程程需要进行相应的测量定位放样和测绘工作

4 GPS—RTK测量技术的应用

4.1 控制测量。

在收集的已知点或利用相对静态技术加密的GPS控制点上, 采用RTK技术连续观测3~5 min加密测设部分控制点, 满足局部区域使用全站仪进行分项工程测量的需要。

4.2 定线放样。

预先在测量控制器巾输入线路中线的曲线要素, 即可自动生成线路图。在整个放线过程中, 控制器实时示测点里程和偏移距, 从而指导线路放线工作。

4.3 地形测绘。

利用RTK进行沿线及各工点局部地形测绘, 因为一台基准站可以同时供多个流动站使用, 困此外业测量中可以分若干小组同时开展工作。采用这种技术可独立地完成绝大部分的地形测绘工作.当测点位于高山密林且地势特别低洼处时, GPS信号严重受阻.则可采用RTK与全站仪相结合的方法测绘局部地形.即利用RTK技术测设必要的图根点, 再设全站仪进行碎部测量。实践证明:RTK技术与常规地面技术的合理组合是解决复杂条件下地形测绘的可行途径

4.4 纵、横断面测量。

公路中线确定后通过现场数据采集或地形图上数据采集方式完成纵、横测绘。采用RTK技术进行工程地形断面测绘, 达到了灵活、高效和质优的效果。现场数据采集时根据中线桩位置、线路走向使用RTK测量方式, 在现场完成纵、横断面采集和绘制。在地形图上进行数据采集时使用CASS7.0数据绘图软件, 在测绘大比例尺带状地形图上, 绘出路线纵断面和各桩点横断面。

4.5 施工测量。

实时GPS系统既有良好的硬件, 也有极丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷, 其精度可达到厘米级。

5 RTK技术在公路测量中的应用前景

随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展, 公路设计已实现CAD化, 有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持;建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链, 减少数据转抄、输入等中间环节, 是公路勘测设计“内外业一体化”的要求, 也是影响高等级公路设计技术发展的关键所在。在目前的技术条件下引入GPS技术当是首选, 用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制原理, 为勘测阶段测绘带状地形图, 路线平面、纵面测量提供依据;在施工阶段为桥梁, 隧道建立施工控制网, 公路测量的技术潜力蕴于RTK技术的应用之中, RTK技术在公路工程中的应用, 有着广阔的前景。

结束语

将GPS用于公路测量是对公路工程测量根本性变革和发展。实践证明, RTK技术能显著提高测量效率、缩短工期、降低成本, 同时具有精度可靠、方便实用和灵活多变的突出优点。它为复杂地形条件下的高等级公路工程测量开辟了一条崭新的和切实可行的技术途径。在山区复杂地形条件下进行公路测量时, 应采取有效措施克服RTK技术的不足, 以提高测绘成果精度和作业效率。其中GPS-RTK应用于道路地形测绘、公路中线测量等工作, 可方便地进行数据传输处理, 在公路勘察设计单位和公路施工单位均有重要广阔应用前景。

参考文献

[1]李天文.GPS原理及应用[M].北京:科学出版社, 2003.

[2]张正禄等.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.

水下测量GPS-RTK技术应用 篇8

关键词：GPS-RTK技术,矿山测量,应用

铜矿资源作为国民经济可持续发展的战略性资源, 为世界各国经济、社会发展提供了重要的物质支撑。铜矿开采工作的重点就是山区露天和井下开采, 由于人为建设导致的各种特殊情况经常出现在矿区范围之内, 因此经常出现了控制点不通视以及地面测量控制点被严重破坏的情况, 而采用传统的测量技术很难保证测量的精度以及效率。在这样的背景下, GPS-RTK技术现在在矿区测量工作当中得到了广泛的应用。

1 GPS-RTK技术应用原理

作为GPS测量发展中的一项突破, GPS-RTK技术的主要构成部分包括三方面的内容, 也即是软件系统、数据传输系统、以及GPS接收机。其工作原理为:GPS接收机至少要有2台, 1台为流动站, 1台为基准站, 要保证2台接收机能够进行同时工作, 在对测站的载波相位观测量进行处理的时候选择载波相位差分技术, 从而实现实时处理。PTK定位技术能够将在指定坐标系中的测站点三维定位结果及时地提供出来。基准站接收机能够通过对基准站系统的运用对具有较强可用性的卫星原始数据进行采集, 然后向无线电发射台进行输送。在接到包装的数据后, 发射电台可以广播这些数据, GPS接收机在流动站当中可以对本机的原始数据进行采集, 同时可以将流动站的坐标计算出来。携带流动站系统的工作人员正是利用这种原理实施测量工作[1]。

2 GPS-RTK的构成部分

软件系统、数据传输系统、GPS接收设备等一起构成了RTK测量系统。

2.1 软件系统:

其能够对实时动态测量软件系统的功能以及质量起到支持作用, 同时还可以有效地保障准确、可靠的测量结果以及可行的实时动态测量, 因此具有十分重要的作用。

2.2 数据传输设备:

又被称作数据链, 用户设备的接收机以及基准站的无线电发射台共同组成了数据传输设备。其主要是以用户站与基准站之间数据的传输速度、环境质量以及距离等作为依据, 科学合理地选择其功率以及频率。

2.3 GPS接收设备:

因为双频观测值除了具有较高的精度之外, 同时在对整周未知数进行计算的时候还具有快速准确的特点, 因此双频GPS接收机在用户站以及基准站上都有所涉及。如果基准站服务于数量较多的客户, 那么就要选择与用户接收机的最高采样率相同的接收机采样率[2]。

3 在矿山测量当中GPS-RTK技术的具体应用

大量的图纸的测绘在矿区各项建设工作当中具有十分重要的作用, 现在铜矿资源在我国的需求量变得越来越大, 所以各地区都加紧了对铜矿的开采, 这样直接导致矿区的地表出现了十分巨大的变化, 要想将准确的信息提供给决策者, 就必须要充分重视图纸的现实性。在这样的情况下, 矿山测量工作者需要不断的补充并且检测现有的矿区地形图, 同时还要对大量的规划地形图以及专用地形图进行测绘, 由于GPS-RTK技术的应用, 使得绘图工作者的工作显得更加地便利。

3.1 建立和使用矿区控制网

控制点之间相互通视是常规控制测量的要求, 但是其具有不均匀的精度以及较为复杂的作业程序。在进行控制测量工作的时候对GPS-RTK技术予以应用能够将定位结果迅速得出来, 并且还可以对定位精度予以明确, 从而使作业效率得到了极大地提升。

GPS-RTK技术的运用能够使矿区控制网的要求得到充分地满足, GPS控制网如果在几个点同时运用就能够将一个完整的矿区覆盖起来。而且GPS-RTK技术还具备厘米级的精度, 所以在矿区进行控制网的布设过程中运用GPS-RTK技术除了能够满足规范的精度要求之外, 同时还具备省时省力以及快捷方便的优势。

3.2 对坐标转换参数进行求取

要想使原始大地的经纬坐标系统能够在GPS-RTK技术当中向着当地坐标系统的形式进行转换, 就应该先将坐标转换参数计算出来。在这个过程中需要建立不少于三个的高精度的当地坐标值, 然后才能够将坐标转换参数求取出来。利用GPS-RTK技术就能够将坐标转换参数快速的求取出来。

3.3 测量矿区地面形变

对地面点的高程以及水平位置等在不一样的时间段进行测定, 然后在对比分析测量之前的数据, 最终将地面点位的下沉值以及水平位移等数据得出来, 这样就能够将科学的依据提供给变形的分析和预测工作。通常都会采用地变形监测网的形式来完成这项工作, 首先将形变观测点以及基准点布设在矿区地面, 然后通过对全站仪的运用将监测网的角度以及边长测定出来, 采用水准仪针对测点间的高差进行测量, 最终将监测网点的高程以及水平位置计算出来。在矿区地面形变测量工作中采用GPS静态相对定位技术, 可以利用多项式曲面拟合、坐标转换、数据处理以及实例的计算分析等方式取得良好的测量效果。

3.4 测量矿区工程

作为测量工作中的一项重要任务, 矿区的测量工作同时还是一个难点。这是因为很多工作区域都属于丘陵区以及山区的地貌, 往往具有较差的通视条件、较高的森林覆盖率以及比较稀疏的国家控制点密度。所以采用常规的测量手段进行矿区工程的测量往往很难使矿区工程测量的效率以及精度要求得到满足。然而GPS-RTK技术不仅可以在上述的测量当中进行应用, 同时还可以广泛的应用于其他的工程测量当中, 并且可以对在效率和精度方面常规测量的不足进行弥补。在矿区的测量工作当中, GPS-RTK技术可以很好地完成钻孔的放样、测绘矿区地形地貌图、露天采场工作量验收以及纵、横断面图的测量等工作[3]。

4 在测量过程中GPS-RTK技术应用的注意事项

4.1 要想使测量的精度得到保证, 就应该保证在10km之内的移动站和基站间的距离, 这是由于在测量过程中GPS-RTK技术存在着一定的误差来源, 其中包括点位对中误差以及多路径效应等。

4.2 因为内业成图是进行外业测量的最终目标, 所以一旦具有较多的测量点, 要想保证成图的精确性, 还是需要采用草图绘制的方式进行外业测量。

4.3 要想将较高的高程定位精度得出来, 就必须要最大限度的采用测区均匀分布的控制点联测的方式进行测量作业, 从而能够保证高程转换参数的精确性[4]。

5 结束语

相对于传统的观测方式, GPS-RTK技术具有较高的自动化以及集成化特点, 因此能够使动态测量和经常化的矿区测量需要得到充分地满足, 所以在矿山工程的测量工作当中GPS-RTK技术的发展前景十分的广阔。由于具有不受距离以及环境限制的特点, 再加上具有较高的精度, 所以GPS-RTK技术可以很好地适应局部重点工程地区以及具有困难的地形条件地区的测量工作。GPS-RTK技术可以将所在位置的空间三维坐标迅速得出来, 从而将矿山测量的模式彻底的改变了。只要针对GPS-RTK技术进行精心施测以及科学设计, 必然会在矿山的测量工作中得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]王刚, 郭广礼, 李伶.GPS-RTK在山区煤矿测绘与测设中的应用[J].中国矿山工程.2012 (02) .

[2]于国强, 岳建英, 邸伟.GPS-RTK技术在矿区测量中的应用[J].山东煤炭科技.2013 (04) .

浅析水下地形测量技术 篇9

1.1 无线电定位测量技术

该技术大多应用于海洋测量定位工作, 将岸台用作定位参考以开展测距定位工作, 拥有比较理想的精确度, 然而其作用距离不长, 另外, 需要配置一定数量的信号接收船, 因而大多应用于近程定位领域。

1.2 光学定位测量技术

该技术通常仅适用于视线能够触及的范围的测距工作, 涉及多种光学仪器的使用, 常见的如测距仪、经纬仪以及六分仪等, 并综合运用后方、前方交会法以实现对水下地形的有效测量。光学定位测量技术不仅容易实施, 而且无需较大成本, 然而其在后方交会作业时一般要在陆地上布设3个甚至更多的测量标志, 再加上作用距离有限, 导致定位精度不理想, 另外, 测量读数难的问题也比较突出。

1.3 深度定位测量技术

在回声探测仪发明之前, 人们一般通过探测锤以及探测杆来开展水深测量工作, 自回声探测仪投入使用之后, 水下地形测量工作变得简单、高效很多, 即通过水声换能器以垂直形式发出声波, 并对水底回波予以接收和分析, 从而准确确定目标测点的水位深度。

1.4 GPS定位测量技术

GPS定位测量系统由三大部分构成, 一是控制部分, 二是空间部分, 三是用户部分。控制部分又可细分为三大部分, 分别是主控站、监控站以及注入站。主控站的核心工作是接收监控站提供的数据, 并予以相应计算, 从而实现对卫星轨道参数的有效确定;注入站的核心工作是对卫星轨道信息进行有效纠正, 并向其提供相应的控制指令[3]。GPS定位测量不仅拥有较理想的精确度, 同时还拥有较理想的可靠性, 因而在水下地形测量工作中得以广泛应用。

2 GPS定位测量技术的具体应用

某航道普查测量项目, 运用GPS定位测量技术以实现对航道各项数据的收集和计算, 主要涉及下述工作环节:

2.1 测量前准备工作

搜集和目标航道相关的最新地图, 准备好相应的工具。应安排对目标航道较熟悉的船长负责测量船的驾驶。

2.2 安装、调试及解算模式

先按规范将测深杆设置在测量船的一侧, 并将GPS接收天线有效固定在测深杆的上方。接下来, 将GPS卫星信号接收装置、数字测深仪以及笔记本电脑三者的数据线连接到一起, 并保证其正确性。对测深仪进行有效调试, 合理设定吃水深度改正数, 并通过测杆进行校对。若采用的是差分解, 则需要使用2台GPS卫星信号接收装置, 一个设为基准站, 另一个设为流动站, 将基准站和发射电台相连到一起, 并利用手提笔记本在基准站对坐标进行采集, 接下来将手提笔记本和流动站连接到一起, 流动站和基准站分别接收、发射信号, 采用差分记录模式, 精度控制为5mm±2ppm。

2.3 航道纵、横断面图测量

要求测量船始终在航道中心线上行驶, 速度控制在10km/h以内, 纵断面、横断面点之间的距离可参考实际情况进行设置, 通常纵断面要求每隔20m记录1点, 横断面要求每隔2m记录1点, 待设置完成之后计算机对数据进行自动记录, 如点位N和E的各自坐标以及水深数据。参考外业软件提供的纵、横断面图, 辅以内业软件对水深点进行系统分析, 这样能够快速且准确地获得航道最小宽度以及水深。

2.4 航道标志记录

在测量工作中, 计算机以自动方式记录各点的坐标N、E以及水深。当GPS天线靠近特殊地段 (如有高压电线) 时, 应记下点号, 并采用对应图例在计算机提供的航迹图上对正确位置进行明确标记。

2.5 内业整理

通过外业软件对数据予以处理, 包括水深编辑、水位调整、标记水深点等, 然后进行后续的内业编辑。依据航迹线上明确标识的地物位置, 借助软件自带的标尺功能测得目标航段的里程, 还可测得建筑物、航段起点之间的距离等, 然后通过作图法计算出航道拐弯部位的弯曲半径。参考外业资料, 通过内插法以获得各处所对应通航水位的上限和下限, 立足于测时水位以及水深, 便能够计算出目标航段的水深以及底宽。对相关数据进行整理, 并准确填入调查表。

2.6 测量结果验证

为检验GPS水下地形测量的质量, 可挑选出若干条航道, 将它和既有的大比例尺航道测图作对比, 结果发现, 在航段起讫点均固定的条件下, 两者的里程误差全部控制在5m~10m;通过GPS测量航段纵、横断面航道测得的水深以及宽度等和测量图纸提供的数据几乎完全相同。

结语

总之, GPS定位测量技术在水下地形测量工作中具有良好的应用优势, 可以快速、准确地计算出航道宽度、水深以及里程等一系列重要参数, 为工程实践提供了有益参考。GPS系统具有诸多优点, 包括技术先进、功能齐全、容易携带、工作效率高、稳定性良好、精确度高等, 表现出了良好的推广和应用价值。可以预见, GPS定位测量技术将会在水下地形测量工作中扮演更为重要的角色。

参考文献

[1]吕继书, 万仕平, 李玮.GPS结合测深仪水下地形测量原理与应用[J].天然气与石油, 2010 (02) :50-51.

[2]马成武, 赵红旭, 陈和权, 豆泽军.GPSRTK技术联合数字化测深仪在水下地形测量中的应用[J].东北水利水电, 2010 (07) :49-51.

[3]何广源, 吴迪军, 李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息, 2013 (02) :155-156.

[4]朱昆鹏, 陈强, 赵彦, 田雨.水下地形测量方法的选用及对比研究[J].山西科技, 2012 (03) :78-79.