35-rtk無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)在菊花島供水工程中的應(yīng)用

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1、GPS-RTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)在菊花島供水工程中的應(yīng)用許大力（遼寧省基礎(chǔ)測(cè)繪院，遼寧錦州，121003）【摘要】本文簡(jiǎn)要介紹了GPS-RTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)的原理，并通過(guò)在菊花島供水工程海底地形測(cè)呈屮對(duì)該種技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)丫GPS-RTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)呈技術(shù)的應(yīng)用方法及該種技術(shù)相較于傳統(tǒng)測(cè)呈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足。【關(guān)鍵詞】GPSRTK；無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)；數(shù)字測(cè)深1.引言GPS-RTK與數(shù)字測(cè)深集成技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)時(shí)獲収水下三維信息和實(shí)現(xiàn)水下地形測(cè)繪自動(dòng)化提供了條件。應(yīng)用GPS-RTK與數(shù)字測(cè)深集成技術(shù)不但可以進(jìn)行平面位置的精確定位，而且還可用來(lái)進(jìn)行水而

2、島程的實(shí)時(shí)確定。采用這種方法確定的水位基準(zhǔn)島程精度較尚,并較好的消除了波浪、水位漲落等因素對(duì)水底高程的影響，大大提高了工作效率，且自動(dòng)化程度很高。本次工程為菊花島跨海供水管道工程，陸上入海點(diǎn)位于興城市臨海產(chǎn)業(yè)園，登陸點(diǎn)位于菊花島金嘴子，海上管線路由長(zhǎng)度約7公里，耑要進(jìn)行跨線區(qū)域內(nèi)的海底地形測(cè)量。經(jīng)分析探討決定采用RTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量技術(shù)直接測(cè)量海底地貌。2.GPS-RTK數(shù)字測(cè)深集成技術(shù)的測(cè)量原理GPS-RTK數(shù)字測(cè)深集成技術(shù)主要分為兩大類：無(wú)驗(yàn)潮方式和驗(yàn)潮方式。驗(yàn)潮方式就是在測(cè)量船上由RTK實(shí)時(shí)測(cè)定平面位置，由測(cè)深儀同步測(cè)出此時(shí)的水深，再

3、由岸上人員定期觀察水位值，隨后根據(jù)水位和水深的數(shù)據(jù)計(jì)算出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程值。這種方式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于江河湖海水面的水深測(cè)量之屮，并形成了成熟的操作模式。水底地曲大地水準(zhǔn)面無(wú)驗(yàn)潮方式就是在測(cè)船上直接用RTK測(cè)出某點(diǎn)的三維坐標(biāo)來(lái)，而不需要岸上人員觀潮水位，減少了測(cè)量人員，提高了工效。它在水深測(cè)量中有著獨(dú)特的優(yōu)越性。其基本原理是利HJRTK測(cè)得的GPS天線精確的三維坐標(biāo)（X，Y,H）,其巾X、Y確定定位點(diǎn)的平面位置，RTK高程結(jié)合巾測(cè)深儀同步測(cè)得的水深換算出同一平面位置上的水T泥面的高程或水深值，從而獲得水下地形數(shù)據(jù)，見閣1。H,:GPS接收機(jī)測(cè)

4、得的高程（水準(zhǔn)高）；L:GPS天線到換能器的高；h:測(cè)深儀測(cè)得的水底深度；由此可得水底地面的高程：H=Ht-L-h（1）圖1數(shù)字測(cè)深原理不論水面由于潮水或者波浪影響是升是降，式（1）中的及始終是某一時(shí)刻實(shí)測(cè)的水底地而高程，它只和KTK測(cè)量商程值和測(cè)深值力有關(guān)。因此從理論上講，GPS-KTK無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深將消除波浪、潮位和動(dòng)吃水的影響，是一種理想的水上測(cè)量方法。3.菊花島供水工程中的海底地形測(cè)量本次工程位于遼寧省興城市至菊花島海域。按照技術(shù)設(shè)計(jì)書要求，測(cè)量作業(yè)分三步來(lái)進(jìn)行，即測(cè)前的準(zhǔn)備、外業(yè)的數(shù)據(jù)采集測(cè)量作業(yè)和數(shù)據(jù)的后處理形成成果輸出。3.1

5、測(cè)前準(zhǔn)備測(cè)前準(zhǔn)備主要進(jìn)行了下列工作：基礎(chǔ)控制測(cè)量、儀器設(shè)備及成閣軟件準(zhǔn)備及施測(cè)計(jì)劃制定。3.1.1基礎(chǔ)控制測(cè)量按照技術(shù)設(shè)計(jì)要求在興城和菊花島兩側(cè)海岸上各布設(shè)2個(gè)基礎(chǔ)控制點(diǎn)，平面控制應(yīng)用GPS施測(cè)，高程采用四等水準(zhǔn)要求聯(lián)測(cè)。興城位于我國(guó)大陸一側(cè)，具有通過(guò)陸路聯(lián)測(cè)図家《程基準(zhǔn)的條件；菊花島與興城隔海相望（跨海寬度6km多），島上沒(méi)有國(guó)家高程基準(zhǔn)的已知點(diǎn)。為了使海域兩側(cè)的高程貫通，結(jié)合目前的技術(shù)和項(xiàng)目的具體情況，我們采用GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，直接測(cè)取海域兩側(cè)的大地高，通過(guò)似大地水準(zhǔn)面精化（重力修正）技術(shù)，把興城一側(cè)的高程引導(dǎo)菊花島一側(cè)，跨海之間

6、的控制點(diǎn)的高差誤差控制在20cm之內(nèi)。3.1.2儀器設(shè)備及成圖軟件準(zhǔn)備作業(yè)采用的儀器設(shè)備軟件有：南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)的雙頻GPS-RTK靈銳S86接收機(jī)2臺(tái)套，其中1臺(tái)作為岸臺(tái)（基準(zhǔn)站），1臺(tái)為船臺(tái)（流動(dòng)站），SDE-28D雙頻單波束數(shù)字化測(cè)深儀1臺(tái)，便攜式計(jì)算機(jī)1臺(tái)，南方CASS6.0成圖軟件1套。SDE-28D測(cè)深儀為南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)，是集液晶顯示器、工控板、測(cè)深板、數(shù)據(jù)處理器、機(jī)A存儲(chǔ)單元、各種接口和輸入輸出設(shè)備于一體的工控型數(shù)字化測(cè)深儀。其主要性能指標(biāo)見表1。表1SDE-28D型主要性能指標(biāo)高頻發(fā)射頻率：200kHz低頻發(fā)射

7、頻率:20kHz,24kHz,33kHz最人發(fā)射功率：300W?400W測(cè)深范圍：高頻0.3m—600m，低頻0.8m—2000m測(cè)深精度：髙頻精度4-2em+0.1%，低頻精度4_5em+0.1°4吃水調(diào)整范圍:0.0m—9.9m分辨率：lcm聲速調(diào)整范圍:1300—1700m/s嵌入式工業(yè)控制WINDOWSxp操作乎臺(tái)12寸觸模式液晶顯示屏，分辨率800X6003.1.2施測(cè)計(jì)劃制定（1）制定導(dǎo)航方法，設(shè)罝好坐標(biāo)系、投影、轉(zhuǎn)換參數(shù)及圖定義。⑵布設(shè)計(jì)劃線:計(jì)劃線方向垂直于等深線總體方向，計(jì)劃線間隔30米、數(shù)量14條、測(cè)點(diǎn)間隔6米。（3

8、）檢查線的布設(shè):檢查線的方向盡量與主測(cè)線垂直，分布均勻，能普遍檢查主測(cè)深線，檢查線的長(zhǎng)度應(yīng)占主測(cè)深線總長(zhǎng)3%-10%。3.2外業(yè)的數(shù)據(jù)采集3.2.1GPS-RTK基準(zhǔn)站架設(shè)（1）在己知GPS控制點(diǎn)上架設(shè)岸站