浅谈GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用

浅谈GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用

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摘要:航道工程的测量自古以来就是一项特别复杂困难的一项工程,在测量工作中,必须要保证地形测量以及水深测量的准确性。近来随着科学技术的进步,GPS-RTK定位技术被应用在航道测量工程中,不但很大程度地提高了工作效率,而且还将测量精度提升了一个档次。本文主要阐述了GPS-RTK定位技术的工作原理,并且对GPS-RTK定位技术在实际测量中的作用来展开进一步的探讨,包括测量前的准备工作、作业流程以及数据处理工作等。

关键词:GPS-RTK定位技;测量;水深;应用

引言:众所周知,科学技术的发展能够推动整个社会的进步,历史上的每一次科学技术的革命,都会将人们带入一个崭新的时代。GPS-RTK定位技术的兴起,是航道测量历史中的一个重要转折点,打开了航道测量的又一扇大门。传统的的航道测量方式主要是采用常规仪器后方交会法,全站仪测距导线测量等方法,不仅使得航道测量花费大量的时长,还需要投入很多的人力资源,结果就是工作效率不高,影响工作的进度。现在的GPS-RTK定位技术应用于航道测量中,凸显了定位技术的优越性,为了更好的使用GPS-RTK技术,下面我们来进一步讨论GPS-RTK技术在航道测量中的应用。

一、工作原理的介绍

GPS-RTJK定位技术是GPS测量技术历史上的一个重要转折点。电脑手簿、流动站、基准站是RTK定位系统的主要组成部分。倘若要实现GPS-RTK定位系统的动态测量,无线数据通讯技术是不可缺少的。在航道测量的实际工作中,第一步先确定基准点,一般情况下基准点选取点位精度比较高的首级控制点,然后在基准点的位置上安装接收机,之后参考站就成功建成,这样就可以实现卫星实施的连续监测,流动站中的接收机接收了来自基准站的观测数据以及卫星发送的信号,流动站和电脑手簿通过蓝牙设置相连接,最后借助相对定位原理,GPS-RTK定位系统就可以实时地计算和显示流动站的三维坐标。

二、GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用

(一)测量准备工作

在测量之前,首先要准备好测量中使用的工具,比如绳索、吊具、地图等。首先使用绳索和吊具绑扎固定好测深杆,事先找好与本次测量航道的有关地图,挑选测量驾驶员应当挑选有丰富航道测量经验的专业人员,检查好各种仪器是否正常工作,规划好航道测量的路线,保证RTK参考点的准确性,确定好第二天的航道测量的最佳测量时间[1]。另外,测量过程中要随时和水文站保持联系,各种水位资料及观测水尺要及时进行反馈。GPS-RTK定位系统,使得水深测量工作也进入了水深自动测量的阶段。在电脑上完成水深断面线的布局设置,之后将采集的水深点绘制成图,测量深度校准必须与水上定位时间相一致,测量时间大大缩短,同时测深仪和GPS天线也要处于同一位置上,完全保证定位位置和测深点一致,从而改善河道基准站探测数据的效率,大大节省了平常进行搬移全站仪的时间。在一天的时间内,两个人驾驶一艘测深船就可以测量面积大约6KM的水域,劳动成本大大减少,操作过程也非常简单化,工作效率明显提高。

(二)操作流程

外业工作是航道测量中最重要的部分,测量过程中使用到的探测仪器、GPS接收机都要用电缆与便携式微机连接起来,从而实现航道水深采集的自动化。此外,在河流附近区域进行观察测量水位时,要时时刻刻掌握水深的变化规律,这样有利于减小测量工作中存在的误差。测量船上的GPS接收机接收每一秒的测量数据,然后进行分析,和获取的导航数据一同发给便携式微机,最后形成了导航软件中的导航图。探测仪器的探测数据应与GPS接收机保持同步,即每秒钟探测仪器发送一个数据,GPS接收机接收一个数据[2]。根据观测点所处的时间,就可以获得观测点对应的水下地形点的高度、平面坐标图以及本次河道测量的水深。在使用RTK定位技术测量高程的过程中,我们还应用水尺观测方法来验证测量的高程是否准确。

(三)数据处理工作

数据的后处理工作是采用随机带来的软件,该软件主要用于解决基线和检查基线闭合差报告,如果有的基线超过规定的期限,必须对观测数据进行分析处理,当基线和基线闭合差报告都合格时,才可以继续开展下一步的工作。在计算软件中可以自动的选择一个点的三维坐标,运用三维无约束平差,改正数为输出结果,使误差保持在一定的精度内。检查平差报告时,可以使用随机软件中自带的自动方法来最大程度的减小误差,必要时也可用人工处理的方式。平差报告检测无误后,接下来就可以在国家或者地方的坐标系当中的坐标和高度中,将二维或者三维的约束平差进行无约束平差后最后得到可靠的观测数据和已知点。

三、GPS-RTK定位技术测量中的注意事项

在GPS-RTK定位技术的测量过程中,RTK测量不需要考虑误差累计问题,所以就测量精度而言,RTK测量技术可以达到碎步地形测量和图根控制的需求,然而也要正确地认识到,RTK的测量精度要想提高到一级导线的精度,还需要更加深入的研究。RTK测量的高程精度有时也会出现比较大的误差,如遇到这种情况,一定要多测几次,取其中比较稳定的测量数据作为参考数据,从而提高RTK测量的高程精度。选择最佳的作业时间同样是进行航道测量时关键的部分,因为预报星历、天气因素都会对RTK作业产生影响。使用RTK技术进行航道测量时,有时会遇到较大的风浪,这样一来,进行锁定位置的卫星天线就会出现大幅度晃动,导致卫星失锁,测量的精准程度就变得不准确[3]。因此,在选择测量的船只时,尽可能地挑选行驶平稳的大型船只,从而减少测量过程因GPS流动站标杆晃动产生的误差。使用测量仪来实时对吃水值进行测量也同样是一件不可缺少的工作。在进行测量工作之前,所有的测量仪器都要进行认真的检查,避免由于仪器本身带来的可以避免的误差。

总结:GPS-RTK定位技术应用于航道测量中,将内河航道测量工作带入了一个新时代。现在的社会正是科学技术大力发展的时代,采用更加高效的技术来推动社会的发展已经变得很普遍。传统的河道测量方式花费大量人力物力,进度缓慢而且工作效率低下,被时代抛弃已成为不可避免的事。新兴的GPS-RTK定位技术,不但很大程度地提高了航道测量中的工作效率和自动化水平,而且还将测量精度提升了一个档次。最后,要充分认识到,合理有效的运用GPS-RTK定位技术,必须要有更加深入的了解,这样才能保证航道测量的可靠性。

参考文献:

[1]张红军.GPS-RTK定位技术在航道测量中的应用[J].中国水运(下半月),2011.

[2]楚宝庆.小议在航道测量中GPS-RTK定位技术的应用[J].科技创新导报,2011

[3]刘波.浅析GPS-RTK在控制测量中的应用及精度[J].江西建材,2017

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