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1、淺析水深測量的精度誤差分析摘要：隨著GPS技術(shù)的迅速發(fā)展，水下測量技術(shù)取得了很大的進(jìn)步,GPS技術(shù)在水下地形測量中具有實(shí)時、快捷、方便和精確的特點(diǎn)。結(jié)合GPS應(yīng)用于水下地形測量，對影響水深測量精度的各種誤差進(jìn)行定量分析，并針對性地提出消除或減弱這些誤差的方法，最后對水深測量的精度作簡單研究。關(guān)鍵詞：水下測量；精度；誤差；分析中圖分類號:P124+.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A引言GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在測量中的應(yīng)用，已成為當(dāng)今測繪行業(yè)的一個熱點(diǎn)。它突破了常規(guī)測量儀器手工的局限性，數(shù)據(jù)全自動化采集，其精度船泊動態(tài)測量
2、可達(dá)到厘米級。但在實(shí)際作業(yè)中，在實(shí)際使用中，由于海洋環(huán)境復(fù)雜多變，水下GPS定位精度不可避免的受到來自各方血的影響，影響其水深測量的誤差是多方面的。分析各環(huán)節(jié)中可能產(chǎn)生的誤差，在實(shí)際運(yùn)用時采用適當(dāng)手段和措施盡量削弱或消除這些誤差，對提高水深測量精度有重要意義。1.GPS水下地形測量原理1.1系統(tǒng)的組成水下地形測量系統(tǒng)由岸臺系統(tǒng)、船臺系統(tǒng)與數(shù)字化成圖系統(tǒng)三部分組成。其中岸臺系統(tǒng)由GPS岸臺接收機(jī)、數(shù)據(jù)發(fā)射電臺、電瓶及數(shù)據(jù)發(fā)射天線組成;船臺系統(tǒng)包括GPS船臺接收機(jī)、數(shù)據(jù)接收電臺、數(shù)字化測深系統(tǒng)、測量導(dǎo)航軟件
3、及電腦等設(shè)施;數(shù)寧化成圖系統(tǒng)主要為一些軟件和打印設(shè)備,將采集的水下地形數(shù)據(jù)處理后，自動繪制出水下地形圖并打印出圖。1.2工作原理將一臺GPS接收機(jī)安置在地面已知點(diǎn)上作為基準(zhǔn)臺，其它GPS接收機(jī)分別安放在需要確定位置的運(yùn)動載體上作為流動臺，基準(zhǔn)臺和流動臺的GPS接受機(jī)同步跟蹤視場中所有的可見衛(wèi)星。根據(jù)基準(zhǔn)臺的已知坐標(biāo)即可求出定位結(jié)果的改正值（有坐標(biāo)改正和距離改正），通過基準(zhǔn)臺和流動臺Z間的數(shù)據(jù)差分電臺把改正數(shù)據(jù)實(shí)時的傳送給流動臺，流動臺根據(jù)實(shí)時接收到改正數(shù)據(jù)對定位結(jié)果進(jìn)行改正，提高定位精度，從而得到精確的
4、平面位置；利用冋聲儀測量水深以得到水下地形高程。原理如圖1所示。圖1GPS水下地形測量原理圖2.精度誤差來源分析GPS水下地形測量方法，在儀器設(shè)置、勘測技術(shù)、校正與處理方法上形成了自身復(fù)朵的特點(diǎn)，在測量屮需加以注意，否則將嚴(yán)重影響測量精度。其中GPS方面的影響因素主要包括GPS系統(tǒng)儀器木身精度指標(biāo)、參數(shù)設(shè)置的是否規(guī)范、GPS接收天線與測深儀換能器的相對位置量測是否精準(zhǔn)、定位系統(tǒng)的延時影響及數(shù)據(jù)后處理中GPS的精度分析等。水深測量需耍有高精度GPS定位系統(tǒng)與之相配套。現(xiàn)在的GPS產(chǎn)品很多，產(chǎn)品質(zhì)量也參差不
5、齊，會導(dǎo)致GPS發(fā)射/接收信號的質(zhì)量差別較大。另外，儀器本身的使用壽命及安裝、設(shè)置是否按照規(guī)范操作也會直接影響定位的精度。確保每臺儀器在檢定合格有效期內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。定位系統(tǒng)的延時影響。GPS輸出GGA格式（位置）和VTG格式（速度和航向）數(shù)據(jù)時，由于GPS接收機(jī)要花時間計(jì)算位置，而且輸出到采集軟件也需要時間，所以測量時狀態(tài)定位的時間將不同于實(shí)際記錄的時間，這就產(chǎn)生了定位延時。通常GPS延時在0.0?1.0s之間。定位延時引起的定位誤差與船速成正比。如當(dāng)船速達(dá)到3in/s＞延時為0.5s時，所引起的定位誤差
6、達(dá)到1?5m,這個誤差是不容忽視的。3.減少定位系統(tǒng)影響的措施3.1規(guī)范RTK的操作GPS控制點(diǎn)周圍視野應(yīng)開闊，場內(nèi)無地平仰角大于15。的成片障礙物，要遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源、高壓輸電線等強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號的物體。有效觀測衛(wèi)星個數(shù)、兒何圖形強(qiáng)度因子（GD0P）、觀測衛(wèi)星高度角等參數(shù)要滿足規(guī)范要求。每次作業(yè)前，基準(zhǔn)參考站設(shè)置無誤后，運(yùn)用RTK的測量方式，將流動站架在已知點(diǎn)（或檢查點(diǎn)）上，測量并記錄下該已知點(diǎn)（或檢查點(diǎn)）的坐標(biāo)和高程，并與該點(diǎn)已知坐標(biāo)和高程比較，差值符合規(guī)定要求后才能作業(yè)，確保GPS實(shí)時相位差
7、分（RTK）點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性，點(diǎn)位中誤差應(yīng)小于±5cm。GPS自主差分具有操作簡單、相對定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，若在測量過程中GPS能始終保持RTK定位模式，能有效提高測量精度。3?2嚴(yán)格定義參考坐標(biāo)系，確保實(shí)時收到差分信號GPS接收天線、運(yùn)動傳感器等相對于測船參考點(diǎn)（VRP）要精確丈量。另外，換能器安裝要穩(wěn)固牢靠且盡量垂直?？紤]到波朿空間角度表達(dá)的便利，一般測量船參考處標(biāo)系原點(diǎn)（VRP）選擇在換能器中心，船只橫向左舷方向?yàn)閄軸,船只縱向船頭方向?yàn)閅軸，船只鉛垂向下為Z軸（右手螺旋法則）。測船參考坐標(biāo)系是一種三
8、坐標(biāo)軸與船固定并隨船只運(yùn)動而運(yùn)動的坐標(biāo)系，它使各測深點(diǎn)的相對位置與測量船定位系統(tǒng)的大地空間位置建立了聯(lián)系，同時也為進(jìn)行船姿補(bǔ)償提供空間關(guān)系和基本方法。所以，如果參考處標(biāo)系定得不精確也將影響測點(diǎn)的平血朋標(biāo)定位。對于GPS接收天線安裝在換能器垂直頂部的情況，則只需量出垂宜距離就可以了。見圖2。圖2船參考點(diǎn)VRPGPS輸出GGA格式（位置）和VTG格式（速度和航向）要正確。測量時要注意控制好船速，經(jīng)過施工場地或橋梁籌容易產(chǎn)生干擾的地方要及時查看接
