【 摘　要】　介紹GPS RTK技術在水下地形測量中的應用，結論認為：GPS RTK技術非常適合大規模的水下地形測量。

【關鍵詞】　GPS RTK 水下地形測量

　　1 引言

　　全球衛星定位系統（GPS）是以衛星為基礎的無線電衛星導航定位系統，它具有全球性、全天候、連續性、實時性導航定位和定時功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。近年來，隨著GPS研究的不斷深入及計算機技術和其它相應學科的發展，其應用范圍不斷擴展。目前，GPS測量的一個重要應用領域就是利用GPS RTK技術進行水下地形測量。本文結合多年的實踐經驗，介紹GPS RTK技術在水下地形測量中的應用，以供大家參考。

　　2 GPS RTK技術簡介
　　RTK（Real time Kinematic）技術即實時載波相位差分技術，是實時處理兩個測點載波相位觀測量的差分方法，它分為基準站和流動站。

　　基準站實時地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站，流動站通過無線電接收基準站發射的信息，將載波相位觀測值實時進行差分處理，得到基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H。坐標差加上基準站坐標得到每個點的WGS-84坐標，通過坐標轉換參數轉換得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H。

　　3 水下地形測量的應用

　　3.1 目的、任務

　　為滿足紅水河橋鞏水電站工程進行樞紐整體水工模型試驗及通航船模試驗，根據項目設計要求，需對電站壩址附近的河段進行1：1000水下地形圖測量。

　　3.2 測區位置

　　測區位于東經108°55′~108°56′、北緯23°27′~23°28′，距遷江鎮約1.0km，東距來賓市區約37km，賓陽至合山公路從測區邊通過，交通方便，測區行政隸屬來賓市遷江鎮管轄。

　　3.3 測區已有資料

　　測區內已施測有D級GPS控制點及一級、二級圖根控制點，可以作為1：1000水下地形圖測繪控制點。

　　3.4 采用的儀器設備

　　作業采用的儀器設備：美國trimble公司生產的雙頻GPS 5700接收機二臺套，其中一臺作為岸臺（基準站），一臺為船臺（流動站），中海達HD-16測深儀一臺。

　　3.5 GPS RTK數據采集

　　3.5.1 岸臺的設置

　　岸臺儀器采用美國trimble多功能全球定位系統雙頻接收機，以其中的一臺作為岸臺（基準站），一臺作為流動站放在船臺上。岸臺一般設在地勢比較開闊的控制點上，岸臺應遠離高壓輸電線路、配電站、電臺和其它大功率無線電設施，布設時要充分考慮到圖形條件、岸臺與船臺的高差及岸臺個數等的綜合影響，估算出測區內最弱處水深點的點位中誤差能否滿足測圖精度要求。

　　工作前要根據測量任務的要求修改大地參數，岸臺參數設置有：投影類型、橢球參數、測量單位、中央子午線經度、比例因子、岸臺坐標等，每次設立岸臺時，均應選擇附近的控制點進行檢測，以確保岸臺坐標和各項參數輸入正確。檢測結果符合要求后，方可進行GPS RTK數據采集工作。

　　3.5.2 船臺的設置及水深測量

　　用GPS RTK的流動站測定船臺的位置和高程，以中海達HD-16測深儀定測船臺到水底的深度，將GPS與測深儀連接到手提電腦上，通過中海達隨機配置的海洋測量軟件，即可在電腦上看到船臺的航行軌跡并同時測量船臺到水底的深度。操作步驟如下：

　　在電腦上運行中海達的海洋測量軟件，建立任務參數表，即設立文件名和坐標系、投影方法，安裝和連接好測深儀主機：將超聲波探頭以及電池連到主機上，并用連接線將測深儀主機與電腦連接起來。

　　打開測深儀主機，修改實地測量時的吃水、聲速、時間門、增益等參數。將GPS RTK的流動站連接到電腦上，打開GPS并設置好參數；在海洋測量軟件主程序上設置串口、記錄格式、數據格式、測深儀、船形指示等環境參數。

　　連接好后，當GPS開始進入有效解狀態時，開始記錄，即可在電腦上看到船臺的航行軌跡并同時測量船臺到水底的深度。
　　水下地形測量的測點按橫斷面布設；斷面方向，與岸線（主流方向）相垂直；斷面的間距，一般為地形圖上2cm，根據地形變化，斷面的間距可適當加密或放寬。測點間距一般為地形圖上1cm。

　　每次測量前后，均應測定電壓、轉速，測深儀的工作電壓與額定電壓之差，直流電源不應大于10%，交流電源不應大于5%；實際轉速與規定轉速之差不應大于±1%，超過時應加以修正。

　　3.6 內業處理

　　將測得的數據（坐標文件）調入CASS5.0軟件中，根據測量得到的水底高程，繪制等深線。
　　4 幾點體會

　　從GPS RTK水下地形測量中，得出如下體會：

　　（1）GPS RTK作業有著極高的精度，觀測速度較快，非常適合于大規模的水下地形測量及其它地形測量等。
　　（2）GPS RTK測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響，整個作業過程會由電腦控制，自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。
　　（3）GPS RTK技術具有自動化程度高，可以極大地降低勞動作業強度，減少工作量，提高作業效率。
　　（4）在工程測量中，可以直接運用GPS RTK技術進行實地實時放樣、點位測量、導線控制測量等。

參考文獻：

[1] 周忠謨，GPS衛星測量原理與應用