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1、GPS在航道测量中的应用第39卷第4期2003年l2月甘肃水利水电技术Gfltll~UShuUiShuidianJishuVo1.39.No.4Dec..2o03?设计与研究?GPS在航道测量中的应用车骞,吴国祥(1.黄河水利委员会上游水文水资源局,甘肃兰州730030;2.兰州大学资源环境学院,甘肃兰州730000)摘要:航道测量要综合考虑岸上和水下地形施测建立控制网.航道水下地形测量是全球定位系统(GlobalPositioningSystem—cPS)提供精确水面点位坐标,同时利用测深仪器
2、测定水深,测线间距依比例尺不同而变化.对于较大比例尺的河道测图,应用差分GPS技术进行相对定位,具有其它方式无可比拟的优势.较全面地总结了GPS在航道测量中的经验,阐述了多种GPS测量模式,实测中选用的优化方案,水下地形测量中载波相位差分(RealTimeKinematlc—RTK)模式应用以及GPS数据后处理等.关键词:GPS;RTK;航道测量;水下地形;数字化测绘中图分类号-P228.4文献标识码:A随着cPs技术的日渐成熟,其在大地控制测量,精密工程测量及变形监测,地形,地籍及房地产测量,
3、水下地形测量等应用中形成了具有很大优势的实用化方案.实际工作中将GPS接收机与测深仪器组合,前者进行定位测量,后者进行水深测量,利用电子手簿记录,再有专业测绘软件和绘图仪便可组成航道测量自动化系统.GPS技术发展迅速,内容繁多,主要探讨GPS在航道测量中优化的测量方案.1GPS航道测量方案GPS测量模式有静态,快速静态,准动态和动态相对定位等.没有与数据传输系统相结合的测量模式,其定位结果需通过观测数据的测后处理获得,因难以避免在数据后处理中发现不合格的测量成果,有需要进行返工重测的情况.RTK
4、技术是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法.通过实时计算的定位结果,便可以监测基准站与用户站观测成果的质量和解算成果的收敛情况,从而可以实时地判定解算结果是否成功,以减少为保障测量结果的可靠性而增加的冗余观测,缩短观测时间.1.1航道测量GPS控制网测量方案建立航道测量控制网要综合考虑岸上和水下地形碎部测量时的需要,合理布设控制点,在可靠性许可条件下,结合效率和简易性选择测量方案.GPS定位后处理软件使:,导确定两点之间的基线向量,有了多种可供选择的测量模式.总体来讲包括静态,快速静态,准动
5、态和动态相对定位模式,其中准动态和动态相对定位模式由于定位精度较低,要求连续跟踪卫星数目多,控制网测量不宜选用.静态定位模式是采用2台或2台以上接收设备,分别安置在一条或数条基线的两个端点,同步观测4颗以上卫星,每时段长1h左右.这是一种经典模式,基线的相对定位精度可达5nlnl+1ppm?D,D为基线长度(km).所有观测基线应组成一系列封闭图形,以利于外业检核,提高成果可靠度.并且可以通过平差,有助于进一步提高定位精度.快速静态定位模式是在测区中部选择一个基准站,并安置1台接收设备连续跟踪所
6、有可见卫星;另1台接收机依次到各点流动设站,每点观测数分钟.流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1ppm?D.这种模式作业速度快,精度高,能耗低,但2台接收机工作时,构不成闭和图形,可靠性差.1.2航道测量GPSRTK水下地形测量方案差分技术是在相对定位中,消除公共误差,提高定位精度.比如在一个测站上对两个观测目标进行观测,将观测值求差:或在两个测站上对一个目标进行观测,将观测值求差;或在一个测站上对一个目标进行两次观测求差.航道测量中的差分GPS技术,是将1台GPS接收机安置在基准站上.对
7、所有可见GPS卫星进行连续观测,并将其观测数据,通过无线电设备,实时地发送给用户观测站.在用户站上,GPS接收机在接收cPs卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度.以1:2000比例测图来讲,航道水下地形测量取得的数据量极大,因此为提高效率,选用适合的测量模式十分重要.实时动态测量采用的作业模式,主要有快速静态测量,准动态测量,动态测量.快速静态测量,准动态测量未充分发挥GPSRTK高效以及自动化的优点,因而
8、在航道水下地形测量?收稿日期:2003—02—06作者简介:车骞(1972一),男,陕西合阳人,助理工程师,学士,主要从事水文水资源勘测,研究.322甘肃水利水电技术第39卷中没有选用.动态测量需首先在某一起始点上,静止地观测数分钟,以便进行初始化工作.之后运动的接收机按预定的采样时问间隔自动地进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时地确定采样点的平面位置,其定位精度可达厘米级.这种测量模式,要求在观测过程中,保持对观测卫星的连续跟踪,一旦发生失锬,则需重新进行初始化.对固定站来讲,可以在卫星
