摘要：GPS技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，如何在海洋測繪中充分利用GPS技術(shù)，使測繪事業(yè)更好、更快的發(fā)展是不斷研究的問題。
　　本文首先介紹了差分GPS，接著介紹了DGPS、RTK定位技術(shù)的原理以及工作組成部分，然后介紹了RTK無驗(yàn)潮情況下的水下地形測量工作原理和方法，最后分析比較了RTK無驗(yàn)潮與DGPS在測量水深中的優(yōu)劣。
　　關(guān)鍵詞：差分GPS，RTK，水下地形測量論文，海洋測繪，潮汐改正，無驗(yàn)潮
　　1前言
　　RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)定位技術(shù),能夠?qū)崟r(shí)提供測量點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并能夠達(dá)到厘米級精度,是GPS應(yīng)用的重大里程碑。目前水深測量比較普遍的是使用DGPS定位技術(shù),需要驗(yàn)潮水位對測深數(shù)據(jù)進(jìn)行水位改正。如果使用RTK技術(shù)加數(shù)字測深儀,那么就使得水上測量可以采用RTK無驗(yàn)潮方式進(jìn)行,既提高測量自動(dòng)化程度,又可提高測量精度,而且可實(shí)現(xiàn)全天候測量。
　　本文通過比較兩種不同的定位技術(shù)優(yōu)劣，對不同條件下的水深測量，可選擇不同設(shè)備進(jìn)行測量提供參照。
　　2差分GPS定位論文
　　差分GPS定位是利用基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩臺GPS接收機(jī)同時(shí)測量來自相同GPS衛(wèi)星的定位信號，用以聯(lián)合確定用戶的精確位置。
　　載波相位差分
　　載波相位差分技術(shù)簡稱RTK技術(shù)，是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測站的載波相位基礎(chǔ)上的，它能以厘米級的精度實(shí)時(shí)提供測站的三維坐標(biāo)。對載波相位精度引入的誤差只有l(wèi)mm。基準(zhǔn)站傳送的數(shù)據(jù)是偽距和相位的原始觀測量。用戶接收到基準(zhǔn)站和本機(jī)觀測的數(shù)據(jù)后，利用靜態(tài)相對測量處理方法對基線處理方法對基線進(jìn)行求解，然后推算出測量點(diǎn)的坐標(biāo)，在求解中最棘手的問題是如何求解相位整周模糊度。求解相位整周模糊度方法很多，最常見的有：三差法，模糊度函數(shù)法，頻率綜合法，快速逼近法等。這些方法用于RTK技術(shù)可分為兩大類：有初始化方法和無初始化方法。
　　初始化后，保持衛(wèi)星信號不失鎖。一旦信號失鎖，需返回起算點(diǎn)重新捕獲和鎖定。采用雙頻接收機(jī)將有效地克服這一缺陷。
　　3RTK水下地形測量基本原理論文
　　3.1RTK簡介
　　RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測數(shù)據(jù)（偽距觀測值，相位觀測值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，這在無線電上不難實(shí)現(xiàn)。
　　3.2無驗(yàn)潮水下地形測量基本原理
　　當(dāng)前GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相位差分（RTK）的定位精度普遍為：平面10mm+1ppm，高程20mm+1ppm。無驗(yàn)潮水下地形測量的基本原理是利用RTK測得的GPS天線精確的三維坐標(biāo)（X，Y，H），其中X、Y確定定位點(diǎn)的平面位置，RTK高程結(jié)合由測深儀同步測得的水深換算出同一平面位置的水下泥面的高程或水深值，從而獲得水下地形數(shù)據(jù)，如圖：
　　用戶可以測得的數(shù)據(jù)：
　　h：GPS天線到水面的高度
　　H：GPS接收機(jī)測得的高程（水準(zhǔn)高）
　　S：測深儀測得的水面到水底的深度
　　用戶需要得到的最終數(shù)據(jù)：
　　B：水底到水準(zhǔn)面的距離
　　即通常說的水深值
　　C：水準(zhǔn)面到水底的距離
　　即通常說的水底高程
　　由圖得出：C=(H–h)–S；B=S–(H–h)
　　3.3無驗(yàn)潮水下地形測量作業(yè)時(shí)應(yīng)該注意的問題
　　3.3.1有關(guān)岸臺的問題
　　(1)因?yàn)镽TK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測數(shù)據(jù)（偽距觀測值，相位觀測值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)。所以：
　　①選擇地勢較高、較開闊的控制點(diǎn)架設(shè)岸臺，電臺天線要盡量高
　　②電源電量要充足，否則也將影響到作業(yè)距離
　　③RTK作業(yè)應(yīng)盡量避開雷雨天氣,為減小電離層干擾應(yīng)該盡量避開中午時(shí)間
　　④RTK作業(yè)前要進(jìn)行嚴(yán)格的衛(wèi)星預(yù)報(bào),選擇衛(wèi)星分布好和數(shù)量多的時(shí)段進(jìn)行測量
　　(2)RTK高程要保證精度，所以要精確量取天線高，并設(shè)入岸臺中
　　(3)岸臺中輸入根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換出來的WGS-84坐標(biāo)，輸入已知點(diǎn)高程
　　3.3.2有關(guān)流動(dòng)站的問題
　　(1)記錄要限制為RTK固定解
　　(2)精確量取天線高（天線至水面的高度），測深儀吃水改正參考同一水面線
　　(3)差分天線最好使用高增益天線,天線姿態(tài)要盡量保持垂直，差分天線要盡可能的高
　　(4)RTK觀測中,應(yīng)確保流動(dòng)站不受電磁干擾
　　3.3.3有關(guān)繪圖水位的問題
　　水位變化較大的區(qū)域，每公里約變化0.2m,，所以水深數(shù)據(jù)換算時(shí)分段處理，內(nèi)插繪圖水位數(shù)據(jù)，保證段與段之間的繪圖水位差值小于0.1m，這樣每個(gè)繪圖水位控制的換算范圍約為500m。
　　3.4無驗(yàn)潮水下地形測量的優(yōu)劣性
　　3.4.1與傳統(tǒng)的驗(yàn)潮法相比，無驗(yàn)潮水下地形測量具有如下優(yōu)勢：
　　(1)無須驗(yàn)潮數(shù)據(jù)，減少工作量
　　驗(yàn)潮法需要專門的人員測量水位或者到相關(guān)部門獲取測量時(shí)段的水位數(shù)據(jù)。無驗(yàn)潮法只需在采集水深的同時(shí)在同一臺電腦上采集GPS三維數(shù)據(jù)，這樣起碼可以減少一個(gè)讀水尺的工作人員，還不須建一個(gè)或多個(gè)驗(yàn)潮站。
　　(2)每個(gè)水位都同步、精確，提高精度
　　GPS高程數(shù)據(jù)更新速度達(dá)10Hz，每個(gè)水深點(diǎn)都對應(yīng)精確的水位值，無須內(nèi)插或外推整個(gè)區(qū)域的水位。
　　(3)減少浪涌等引起的誤差
　　驗(yàn)潮法測量中由于浪涌影響，探頭上下起伏使得測得的水深有瞬時(shí)誤差，在最終的數(shù)據(jù)中無法消除。而無驗(yàn)潮法是通過GPS天線高程來推算水下高程的，天線與探頭的相對位置固定，無論船怎樣上下波動(dòng)都不會改變處理后的水下高程。
　　(4)數(shù)據(jù)處理方便、快捷
　　由于所有的數(shù)據(jù)都采集到一個(gè)文件中，并且存在計(jì)算機(jī)中，減少獲取和編輯潮位數(shù)據(jù)的時(shí)間，即時(shí)能進(jìn)行后處理，編輯水下地形圖或斷面圖。
　　3.4.2相對而言無驗(yàn)潮水下地形測量的缺點(diǎn)是
　　(1)造價(jià)高
　　必須用RTK型接收機(jī)，這種接收機(jī)價(jià)格相對DGPS高一些
　　(2)有效距離短
　　只能測量靠近基準(zhǔn)站的區(qū)域，一般范圍為半徑20km，如果測量外海區(qū)域，將接收不到電臺信號，便不能工作。
　　
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