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1、GPS技术在双台子河航道测量中的应用2010年12月河北工程技术高等专科学校第4期JOURNALOFHEBEIENGINEERINGANDTECHNICALCOLLEGEDec.2010NO.4文章编号:1008—3782(2010)04一OO58一O3GPS技术在双台子河航道测量中的应用张海青(黄骅市水务局,河北黄骅061100)摘要:文中简要介绍了GPS相对定位原理,通过双台子河航道测量实践阐述了GPS测量方法,工作流程,成果处理等,分析了GPS技术用于工程测量中的优势和局限性.关键词:航道测量;GPS技术;相对定位
2、;RTK中图分类号:U612.2文献标识码:A某大型物流项目中拟将运载重达800t和560t的两个大型构件的驳船通过拖轮自辽宁省双台子河河口分两次牵引至卸货码头,航道全长62km.由于双台子河为非航运潮汐河道,历史上无较大型船舶航行记录,加之该河道多弯曲段和浅滩,沿途还有3座桥梁,航行难度很大.为寻找到安全航线,须对河道进行水下地形测量及对5处转弯半径在100~300m的河段进行1:1000地形图测量.双台子河位于盘锦市西南部,两岸苇田绵延数百公里,号称"世界最大苇海",人烟相对稀少,河道两岸多沟壑,沼泽,交通极为不便,
3、通行困难.用传统的测量方法在短时间内完成任务难度极大.为此,选择以GPS为主要施测手段,在较短的时间内圆满完成了航道测量任务,确定了安全航线,为大型构件运输方案的实施提供了保障.1GPS的相对定位原理[1][]GPS相对定位也叫差分GPS定位,是目前GPS定位中精度最高的一种.相对定位的最基本情况,是两台GPS接收机,分别安置在基线的两端,并同步观测相同的GPS卫星,以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量.这种方法,一般可以推广到多台接收机安置在若干基线的端点,通过同步观测GPS卫星,以确定多条基线向量的情
4、况.根据用户接收机在定位过程中所处的状态不同,相对定位有静态和动态之分.1.1静态相对定位静态相对定位就是安置在基线端点的接收机固定不动,通过连续观测,取得充分的多余观测数据,以改善定位精度.静态相对定位,一般采用载波相位观测值(或测相伪距)为基本观测量.这一定位方法是当前GPS定位中精度最高的一种方法,在精度要求较高的测量工作中,均采用这种方法.在载波相位观测的数据处理中,为了可靠地确定载波相位的整周未知数,静态相对定位一般需要较长的观测时间(1～3h不等).此种方法一般也被称为经典静态相对定位法.1.2动态相对定位动
5、态相对定位是用一台接收机安置在基准站上固定不动,另一台接收机安置在运动载体上,两台接收机同步观测相同卫星,以确定运动点相对基准站的实时位置.动态相对定位根据采用的观测量不同,分为以测码伪距为观测量的动态相对定位和以测相伪距为观测收稿日期:2010—10-11作者简介:张海青(1968一),男,河北黄骅市人,黄骅市水务局工程师,主要从事水利工程管理及规划设计工作.第4期张海青:GPS技术在双台子河航道测量中的应用59量的动态相对定位.RTK定位技术就是基于载波相位观测值(Real—timekinematic)的实时动态定位
6、技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度.在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站.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,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时为1～3S.2GPS技术在双台子河航道测量中的应用在双台子河航道测量中,GPS测量采用广播星历时,其相应坐标系为世界大地坐标系WGS84,然后在1954年北京坐标系进行约束平差.图根RTK测量,地形图测量,横断面基点测量均在1954年北京坐
7、标系下施测.四等水准测量采用85黄海高程基准.2.1测量方法2.1.1平面控制网确定首先根据已知的GPS控制点建立D级平面控制网.实测中根据需要在63kill的河道沿线共埋设标石9座,已知的GPS点的高程复合按四等水准测量通过传统手段完成.加密D级GPS控制网测量的外业观测采取静态测量,采用5台套TrimbleGPS接收机进行观测,其基本图形为大地五边形,图形之间采用边连接,测得9座标石的平面位置和高程.2.1.2平面控制测量根据任务要求,需进行5处弯道的水下地形测量和沿线63km河道水下纵横断测量以及5座桥梁梁底高程测
8、量,以寻找到安全航线.因此,平面控制测量分为水上和水下两部分进行.1)水上部分.首先将GPS接收机安置在测区内适当位置的标石上作为基准站,在基准站的控制精度范围内,由人员手持流动站,按所设计的测量断面逐点测量,当测点数据精度达到GPS仪器预设的精度时,保存当前的测量数据.实测中,为加快测量进度,采用了GPS和全站仪测
