利用RTK—SDE技术在浅水区水下地形测量中的精度分析

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RTK GPS技术在水下地形测量中的应用

RTK GPS技术在水下地形测量中的应用

RTK GPS技术在水下地形测量中的应用【摘要】本文主要介绍RTK GPS技术进行水下地形测量的基本方法及一些注意事项,在水深测量中使用RTK技术越来越得到成熟而广泛的应用。

【关键词】RTK;GPS;水下地形测量一、引言GPS技术的出现,带来了测量方法的革新,在大地控制测量、精密工程测量及变形监测、海洋测绘等应用中形成了具有很大优势的实用化方案。

尤其是GPS RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度,为工程放样、地形测图、地籍及房地产测量、水下地形测量等带来了新的作业方法,极大地提高了野外作业效率,是GPS应用的里程碑。

特别是利用RTK技术进行水下地形测量,使得水上测量可以采用GPS无验潮方式进行工作(RTK方式)成为可能。

大大减少了测量人员的劳动强度,自动化程度高,省工省时,精度高,全天候,提高了工作效率,使工程变得更经济。

二、RTK GPS技术的基本原理高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,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。

如下图1所示,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,历时不到一秒钟。

流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。

在整周末知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。

三、水下地形测量原理水下测量需要动态GPS测量,这就要进行基准台到移动台数据链的传播;为了实现GPS的相位差分功能,在施工前首先要建立施工平面和施工高程控制----GPS控制网。

利用RTK-SDE技术在浅水区水下地形测量中的应用探讨

利用RTK-SDE技术在浅水区水下地形测量中的应用探讨

1引言相关资料显,国内对运用GPS RTK、水下超声波回声测深技术、数字化绘图技术等先进测绘技术(简称RTK-SDE技术),是当前我国水利工程建设中经常运用到的一项测量技术。

本文通过两个实例研究利用RTK-SDE技术在浅水区水下地形测量中的应用,能够找到适合该技术应用的精准性控制策略,对于保障水利工程建设中的测量信息精准性,具有重要的研究意义。

2试验地点及范围选择在此次研究中将南宁市西南方15号防护坝上游150m至下游200m范围内水域作为此次试验研究中的试验点A。

将桂林市西北6号防护坝上游150m至下游300m处水域作为试验点B,选定的两处试验点水域面积分别为A点0.25km和B 点0.43km。

通过选点分析,及时的关注选定区域内的信息变化情况,例如,天气,水流,温度变化。

3试验设备及软件选择在此次试验中,本工程选用的设备为南方灵锐S86GPS 接收机一套;南方SDE-28S水下超声波回声测深仪器一套;数字化地形测绘软件(南方CASS9.1);数据处理软件(GPS网平差软件)。

辅助性测量工作开展设备笔记本电脑一台,以及对应的机动船(配备安全救护设施)等。

通过对选定设备仪器分析与测试,发现所有的设备运行正常,可以进行对应的试验测试。

4试验数据统计及规范4.1执行规范分析此次试验中选定的执行规范包括:①《水利水电工程测量规范》SL197-2013,水利部;②《国家基本比例尺地图图式———第一部分:1:5001:10001:2000地形图图式》GB/T20257.1-2007;③《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18314-2009;④《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》CHT 2009-2010;在执行以上规范的基础上,结合本工程的目的提出以下利用RTK-SDE技术在浅水区水下地形测量中的应用探讨Discussion on the Application of RTK-SDE Technology in theUnderwater Topography Survey in Shallow Water Area丁林磊,刘政林(广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院,南宁530000)DING Lin-lei,LIU Zheng-lin(Guangxi WaterConservancyand Hydropowerand DesignInstitute,Naning530000,China)【摘要】在水利工程建设中,对于浅水区的水下地形测量工作越来越重视,水下地形测量对于水利工程设计和施工具有重要性保障意义。

RTK在水下地形测量中的应用

RTK在水下地形测量中的应用

RTK在水下地形测量中的应用摘要:本文水下地形测量为例,重点介绍了RTK技术及其水下地形测量基本原理、水下地形测量工作流程及精度控制等内容,并简单介绍了水下测量中的几个注意事项。

关键词:RTK;测深仪引言GPS(全球定位系统)实时动态相对定位RTK技术(Real Time Kinematic),现已广泛应用于中小型城市工程测量、土地测量和航空摄影测量等领域,由于其能实时提供待定点的坐标,较静态定位方式给测量带来了很大的便利。

实现RTK作业的关键在于基准站能够把其差分数据信号实时地、准确地传送给所有的移动站。

现在通行的手段是利用无线电台来传输,少数还使用GSM手机通信,但这两种手段都存在一些缺陷,电台高频信号近乎直线传播,绕射能力差,即使基准站架设于高处,仍然存在许多死角;功率有限,传输距离短,特别在城区遮挡干扰严重时,只能传输两公里左右,因而不能大范围的共用基准站;需要电台、电瓶、发射天线等,设备繁琐沉重、易损坏,给作业带来很多不便。

GSM手机传输信号设备简单,但费用高、速度慢,一般不能一对多,实际应用存在障碍。

一、RTK技术的原理和关键技术1.1 RTK测量工作原理把一台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,把采集到的的载波相位观测量调制至基准站电台载波上,再通过基准站电台发射出去。

流动站在对GPS卫星进行采集载波观测量的同时,也通过流动站的电台接收由基准站电台所发射出的信号,经解调后得到基准站载波相位观测量。

流动站GPS接收机再由基准站载波相位观测量与流动站载波相位观测量,求解出整周模糊度,并最终求出厘米级的精度流动站位置。

移动站可处于动态,也可处于静态,可以在动态条件下初始化,也可以在一个定点上进行初始化,然后进入动态进行工作。

数据处理技术和数据传输技术是RTK技术的关键。

随着科学技术的发展和提高,rtk技术已经发展到了广域差分系统,还有一些城市建立起CORS系统,使RTK技术的测量范围有了很大的扩大,并且在数据传输方面也取得了长足的发展,大大的提高了数据传输效率和范围。

RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用

RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用

RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用发布时间:2021-06-24T14:35:50.773Z 来源:《建筑实践》2021年2月下6期作者:高清苹王栋[导读] 简要介绍了 GPS RTK 的测量原理和数字测深集成技术,高清苹1 王栋21黄河水文勘察测绘局河南省郑州市4500452郑州黄河河务局惠金黄河河务局河南省郑州市 450045摘要:简要介绍了 GPS RTK 的测量原理和数字测深集成技术,探讨了测量作业方法和影响测量精度的因素,并结合工程实例验证了测量的精度和效率。

关键词:RTK技术,数字探测集成,黄河大断面测量传统的水深测量方法是将水准高程引到测区附近,测量当天的水面高程,然后利用全站仪确定位置,利用测深仪测量水深,再利用复杂的数据和水深获取水底高程,对于采用传统方法测量水下高程等大中型水域,工作量大,难度大。

特别是在水面雾化、能见度低的情况下,利用全站仪难以完成任务,如何利用简单的方法进行测试,随着 GPS 技术的发展,特别是 RT K 技术的突破,展示技术不仅要满足平面位置的要求,而且要达到高程精度的要求,以确保在标高拟合范围内利用 R T K 完成任务。

随着测深仪的发展,自动化程度大大提高,符合 RTK 标准的要求,不仅可以大大提高生产效率,降低劳动成本,降低工作人员的劳动强度,而且可以推动水深测量的科学化、数字化操作方式。

本文讨论了如何利用测深仪在线进行测深,以完成水深测量任务,保证平面和高程的准确性,进行验收和总结。

一、测量原理及方法实时动态差分实时定位技术主要依靠载波相位观测,是 GPS 测量技术的一个新发展。

RTK 测量技术主要由基准站、移动站和数据链组成,目前该技术已经在水下地形测量领域得到了广泛的应用。

作为一种适用于河流、水库等水深测量的数字式测深仪和湖泊便携式水深记录仪,在测量、水文、水道等领域有着广阔的应用前景,而 GSP 数据信号处理技术和水下跟踪技术能够适应恶劣的水文环境,获得准确、真实、可靠、稳定的水声数据。

GPS RTK技术在水下地形测量中的应用 史卫锋

GPS RTK技术在水下地形测量中的应用 史卫锋

GPS RTK技术在水下地形测量中的应用史卫锋摘要:在定位精度上GPS-RTK 技术越来越高,其数据传输也越来越远的距离,而且可靠性也渐渐提高。

所以,在河流、湖泊等各种型的项目中,运用GPS-RTK 技术实施水下地形的测量也越来越广泛。

在测量水下地形时运用 GPS-RTK 技术能够有效地完成测量数据传输的全自动化,使野外测量人员的工作难度降低,使在测量时发生的人为故障减少,进而有效地提升水下地形测量的工作效率。

关键词:水下地形测量;RTK-GPS;无验潮引言目前,随着中国社会经济的持续发展,中国的科学技术也在持续地提升,水下地形的测量技术也在持续地改善并提升。

这几年来,随着GPS技术的发展和其在测绘中的广泛运用,测绘工作有了全面革新,运用GPS-RTK技术实施水下地形测量,不仅让野外作业劳动强度减轻了,更极大提升了内外业工作的效率和精度,值得推广。

1、GPS RTK水下地形测量原理1.1 水下地形测量系统的组成由岸台体系、船台体系和数字化成图体系三部分组成水下地形测量系统。

当中由GPS岸台接收机、数据发射电台、电瓶和数据发射天线组成岸台体系;船台体系包含GPS船台接收机、数据接收电台、数字化测深体系、测量导航软件及电脑等设施;数字化成图体系关键为部分软件与打印设备,把采集的水下地形数据处理后,自动绘制出水下地形图并打印出图。

1.2系统的工作流程水下地形测量系统的工作程序通常为,首先设置一台GPS接收机在岸上的已知控制点上作为参考站(岸台),另一台GPS接收机和测深仪、计算机连接后在测船上作为流动站(船台)设置。

卫星的数据信号由岸台、船台GPS接收机同步接收,参考站的电台连续持续的发射差分数据信号,而流动站电台则持续的接收参考站的差分数据信号,测量导航软件实时的解算出船上流动站的部位坐标,并对测深仪测得的水深数据进行同步记录。

采集的水下地形数据经内业检验、处理后进入数字化成图体系,自动绘制出水下地形图。

RTK与测深技术在水下地形测量中的应用

RTK与测深技术在水下地形测量中的应用

RTK与测深技术在水下地形测量中的应用作者:林鸿亚来源:《环球市场信息导报》2011年第11期简要介绍了利用GPS-RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和工作流程以及影响测量精度的关键因素。

GPS-RTK;测深仪;水下地形测量1.引言GPS技术的出现,带来了测量方法的革新,在大地控制测量、精密工程测量及变形监测等应用中形成了具有很大优势的实用化方案。

尤其是GPS-RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度,为工程放样、地形测图、地籍及房地产测量、水下地形测量等带来了新的作业方法,极大地提高了野外作业效率,是GPS应用的里程碑。

特别是利用RTK与测深技术,组成GPS-RTK和测深仪联合作业系统进行水下地形测量,在实际海洋勘察中取得了显著的效果。

2.信标机的基本原理信标机是可以自动选择信标台的双通道接收机,集无线电信标接受和载波相位接受与一体,定位无需投资基准站设备,即可实现导航与测量,并不受地域限制提供亚米级差分定位精度,但其有自身的不足,不可以实时测定其位置的高程,其高程采用验潮的方法来修正和确定,在实际应用中,验潮的时间间隔长短与数据误差成正比。

验潮的误差源主要有三个方面:目测的误差;测量船在风浪作用下的升降位置⊿h不均匀造成的高程误差;潮位改正,为了正确的表示海底地形,需要将瞬时海面测得的深度,计算至平均海面、深度基准面起算的深度,这一归算过程称为潮汐改正。

在验潮站的作用范围内,瞬时水面的潮汐可通过诸验潮站的潮位观测值内插获得,即潮汐内插。

回归法内插潮汐实质上是将潮汐的瞬间变化看作时间的多项式函数T(t),利用N个观测间隔⊿t的潮位观测值内插出N⊿t时段的潮汐变化曲线,该曲线即反映了该时段潮汐变化的特征。

其解决办法为:多人多次进行观测,取平均值,测量的船的前行速度在一定范围之内并保持匀速,方可减小系统误差和偶然误差。

因信标仪的定位精度不高、验潮的精度差和比较烦琐而显得不足。

GPS-RTK技术出现后取代了信标机位置。

GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用

GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用

GPS-RTK结合测深仪在水下地形测量中的应用摘要随着GPS技术的快速发展,应用于工程测量越来越普及,使用移动测量的用户空间越来越大,方便快捷、高精度和定位准确的性能愈显其优越性,将GPS技术与测深仪技术相结合,是水下地形测量技术的一次飞跃,是先进的科学技术在生产活动中的重要应用。

关键词地下地形测量;测深仪;GPS-RTK1 概述1.1 水下地形测量的重要性随着工程建设的需要和工程开发,越来越多的需要进行水下地形测量,掌握规划、设计的资料,为工程建设提供技术支撑。

在水利建设中的河道、港口开发、水库库容复核等都要进行水下地形测量,随着社会对海洋的开发利用,海域测量同样越来越多。

在水下地形测量中对质量要求同样越来越高,这就需要在进行水下地形测量中使用新仪器、新技术,来减轻工作人员的劳动强度。

测量工作在防洪减灾中发挥重要作用,具有很大的社会效益和经济效益。

1.2 GPS-RTK技术简介GPS-RTK系统主要由基准站、流动站、数据通讯系统3部分组成。

GPS-RTK 是以载波相位观测量为依据的实时差分测量技术,它实时地获得测站点在特定坐标系中的三维坐标。

流动站是在获得固定解后接收基准站的数据,能够迅速及时的获得所需点的坐标,测量精度达到厘米级,能够满足设计和规划的精度要求。

这样就极大地扩展了作业距离,提高工作效率。

1.3 测深仪技术简介测深仪利用水声换能器发出超声波在均匀介质中直线传播,在遇到不同的介质反射的原理。

在测量时需将换能器发在水下一定位置,垂直向下发射声波并接收水底回波,根据声速和回波时间来确定被测点的水深,通过测得水深获得水下地形、地貌的基本情况,通常情况下水下地形测量采用与陆上统一基准面和坐标系。

1.4 RTK结合测深仪工作机制RTK结合测深仪作业模式就是既采用RTK实时采集的坐标、高程又采用测深仪测得的水深,即H=H0-(h+hi),式中,H为河底高程,H0为水面高程,h 为换能器吃水深,hi为换能器底部到河底的水深。

GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用

GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用

GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用摘要:水下地形测量具有测量隐蔽、精度控制难度大等特点,因此,对其测量技术的要求较为严格。

本文就介绍了GPS-RTK联合测深仪在水下地形测量中的应用,阐述了利用GPS-RTK与测深技术测定水下地形的基本原理和水下地形测量的基本实施步骤,并通过结合工程实例,对项目实施、数据比较等做了深入研究,为类似工作的应用进行提供参考。

关键词:GPS-RTK;测深仪;应用;原理随着科学技术的发展,GPS-RTK技术已经得到了广泛的应用,虽然这种技术具有测量速度快,精度高等特点,但是这种无验潮模式下的测量方法还无相关规范和技术标准,所以在与测探仪联合应用中,就要注意其工作的实际情况,从而探究出其是否能满足相关规范要求。

本文通过无验潮和传统验潮两种模式下水下地形测量的原理和两种模式下水深测量的数据进行分析,得出该技术在水下地形测量两种测量模式中均能满足相关规范要求。

1 水下地形测量的原理水下地形测量包括两部分:定位和水深测量。

就目前的水下地形测量的主流技术而言,定位采用的是RTK(Real-time kinematic)实时动态差分法,而水深测量采用的是回声测深仪的方法。

这样就可以确定水底点的高程:Gi=H-(D+ΔD) (1)式中:Gi为水底点高程;H为水面高程;D为测量水深;ΔD为换能器的静吃水。

在观测条件比较好的情况下,考虑RTK具备比较高的高程确定精度,同时严格考虑船姿的影响,无验潮模式下的水底点高程可通过下式确定:Gi=H-D-h-Δa (2)式中:Gi为水底点高程;H为GPS相位中心的高程(通过RTK直接确定);D 为测量水深;h为GPS接收机天线相位中心距换能器面的垂距;Δa为姿态引起的深度改正。

2GPS-RTK联合测深仪水下地形测量的基本作业步骤水下地形测量作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式计算机及相关软件等组成。

测量作业流程大体分三步来进行,即测前的准备、外业的数据采集和数据的后处理。

浅谈GPS RTK配合测深仪在水下地形测量中的应用

浅谈GPS RTK配合测深仪在水下地形测量中的应用
点被 应 用 到 许 多 测 绘领 域 。
4 .作业依据: 10 10 00 .1 2 ①《" 0 : 0 : 0 地形图图式} B 99 19 ; . 10 1 5 2 G  ̄72— 95 ②《 工程测量规 范} B 0 2 - 0 7 ③《 : 01 0 01 0 0 G 5 0 6 20 ; 1 0 : 0 2 0 地形测量 规 5 1 : 范 ( 外数 字 成 图 ) 行 》 ④ 《 球 定 位 系统 ( P ) 4 规范 } B r 野 试 ; 全 G S ̄ 量 G/
1 3 4— 0 。 8 1 测量两部分 ,一般测量采用全 站仪定位 , 测量工作受气象 的影响较大 , 外业测量工作难度大 。采用南 方灵锐 ¥ 6 8 双频 G S P 接收机配合数字测深仪 ,困扰水上测量工作的问 题便得到解决。
2 GP K原 理 . S RT
21R K的基本原理 . T R KR aTm i m t ) T (el i e n a c K e i 是实时动态载波相位差分 。 其设备是在两 台静态 型测量仪 器问加上一套无线 电数据通 讯系统( 数据链 )将相 对 , 独立的 G S信号接收系统连成一个有机整体 。 P 22R K系统组成和方法 . T R K系统 由一个基准站。 T 若干个流动站及通讯 系统组成 。 基准站包括 G S 收机 , P 天线 , 线电通讯发射设备 , G S P接 GS 无 供 P 接收机和无线 电通讯设备使用 的电源及 基准站控制 器等部分 。一个 流 动站包括 G S天线 , P P G S接收机 , 电源 , 线电通讯接收设备及流动站 无 显示控制器 。 在 R K作业模 式下把需 要的数据输入控 制手簿 ,如基 准站 的坐 T 标、 高程 、 坐标系转换参数 、 准面拟合参数等 ; 水 流动站接收机在若干个 待测点上设置。基准站与流动站保持同时跟踪至少 4颗以上的卫 星, 基 准站不断地对可见卫星进行观测 ,将接 收到 的卫星信号通过 电台发送 给流动站接收机 ,流动站接收机将采集 到的 G S观测数据和基准站发 P 送来 的信号传输到控制手簿 , 组成差分观测值 , 进行实时差分及平差处 理, 实时得出本站的坐标和高程。哒 比 G S f P 静态 、 快速静态定位需要事 后处理来说 , 其定位效率大大提高。 以 R K技术一出现 , 所 T 其在测量工 作 中的应用立刻受 到作业人员的重视和青睐 。

GPS RTK技术在水下地形图测量中的应用分析

GPS RTK技术在水下地形图测量中的应用分析
精 度 能 够达 到 四等 。 G P S — R T K测 量 方 法 。 传统 的测量方法 中, 通常使用极 坐标 法来 定位 , 即在测量 地 区 3 3系统作业 自动化 程度 高
G P S — R T K技术应用 于水下地 形图 的测量 , 从信号 的发生 、 接受 沿岸布置控制点并在待测水域 布置设测点 , 使用测量仪器确定水底 处理再 到最终地图 的形 成都 是 自动化 完成的 , 不仅 点的三维坐标 。 与此同时 , 对待测 水域 的水深进行测量 , 得 出不 同设 到数据 的采集 、 而且人工干预度低 , 避免 了因主观 因素造成 的 测 点的水深 , 再将其转化为高程 。 定位和水深测量需要 同时进行 , 二 测量 的精度有 保证 , 同时大大降低了工作人员 的劳动强度 。 者结合才能有效完成水下地形 图的测量工作 。但 是 , 传统 的水下地 误差 ; 3 . 4测量 的距离更远 形 图测量方法受各 种 自然因素 、 仪器 因素 的影 响 比较大 , 尤其是被 测水域 的水位受时间或者距离等的影 响较大 的情况下 , 需要对水位 相较于传统 的测量技术 , G P S — R T K测 量作业 系统 的测量距离取 不受其他 主观因素 的干扰 , 在被测 区域 的 进行定期 的观测 , 并且将 不同时间 、 不 同距离 的水位对应 关系进行 决于基 准站的 电台功率 , 测量 , 操 作 总 体 比较 复 杂 。 加之 , 测 量 过 程 中还 可 能 受 到 天气 、 水流 、 沿岸设立 基准站之后 ,通 常两站 的间 隔距 离通常可 以达 到数十公 地球曲率等 自然条件及通讯设备 、 测站条件等 的影 响。测量 的准确 里 。

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GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差研究

GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差研究

GPS-RTK技术在水下测量中应用原理及误差研究摘要:在水利工程中,水下地形测绘工作的顺利开展具有重要的作用,GPS-RTK 技术在该工程中应用,不仅能够使工程的精准度和质量得到显著提升,而且使操作的过程中更加便捷,因此,需要对其在水下测绘中的应用进行详细的研究。

此次研究对丰富水库水下地形图测绘中GPS-RTK应用方面的知识具有理论性意义。

关键词:GPS-RTK技术;水下测量;应用原理;误差研究在野外实时测绘中应用时,会受到一定因素的限制,因此,在野外想要获取厘米级定位结果时,需要将RTK定位测量技术应用其中。

RTK定位技术以载波相位观测为原理,该技术想要得到有效应用,需要使流动站和基准站保持四颗卫星跟踪,之后利用基准站,将已知信息和观测数据一起传送到流动站之中,GPS观测数据和链接数据能够组成差分方程,从而有效保障信息处理的及时性。

一、GPS-RTK技术在水下测量中应用优势RTK 工作优势主要体现在以下几方面:①无须在观测点间进行通视,测量界的难点之一就是观测点间进行通视,但是将 GPS 技术引入其中,可以使该难点得到有效解决,在空间方面,无须进行通视,从而使选点的自由度得到有效保障,但同时需要对其进行必要的注意,为了使 GPS 卫星信号被干扰的现象得到有效避免,要使测量上空的宽阔度得到有效保障;②气候对观测不会产生影响,并且时间较短,当基线处于 20 km 之内,只需5 min 就能完成快速定位;③能够实现三维坐标显示,GPS 测量不仅能够使观测点的平面位置被有效获取,而且能够对观测位置的大地高程进行精准的获取,从而以三维坐标的形式来进行呈现;④操作具有明显的便利性,GPS 测量技术的自动化程度较高,在运行开始之前,相关工作人员需要对相关仪器进行开关、监视等操作,可以将复杂跟踪作业步骤省略。

在进行水上石油平台、跨河/海桥梁、跨河隧道、河道或者海岸整治等工程建设时,需要对水下地形等进行精确测量,从而在确保建筑质量的同时提升建筑后续使用的安全性。

GPS—RTK技术在水下地形测量中的应用观察

GPS—RTK技术在水下地形测量中的应用观察

GPS—RTK技术在水下地形测量中的应用观察利用传统落后的测量方法来测量水下地形会使得水深测量数据与水下地形测量点的平面定位有所出入,这不仅会增大野外测量人员的测量难度,延长工作时间,同时也使得水下地形点的精度大大降低。

现阶段,随着我国科学技术的不断进步,GPS技术和RTK技术的逐渐发展并完善大大的提升了我国水下地形测量工作的质量。

在测量水下地形时应用GPS-RTK技术可以有效地实现测量数据传输的全自动化,降低野外测量人员的工作难度,减少在测量时出现的人为故障,进而有效地提高水下地形测量的工作效率。

标签:GPS-RTK技术;水下地形测量;应用观察引言现阶段,随着我国社会经济的不断发展,我国的科学技术也在不断地提高,水下地形的测量技术也在不断地改善并提高。

GPS-RTK技术是当前我国在测量水下地形时较常使用的技术,它是由自动化技术、测绘技术、数字化技术以及计算机技术等众多技术综合产生的结果,GPS-RTK技术在进行水下地形测量时能够实时的测量水下的高程、地形并及时地将测量结果的传输至地面控制中心。

1 GPS-RTK技术的基本概述1.1 GPS-RTK技术在水下地形测量中的具体实施方法在利用GPS-RTK技术进行测量水下地形时测量的重点内容是要掌握被测水域水下地形的高程及其平面位置,在利用GPS-RTK技术进行测量水下地形时测量水下地形的高程应与测量平面位置相一致、同步[1]。

在测量水下地形时应用GPS-RTK技术可以有效地实现三维定位与探测步骤协同进行,进而利用流动站和水位探测仪来进行定位和水深工作。

1.2 GPS-RTK技术测量的基本组成及相关测量原理在测量水下地形时应用GPS-RTK技术主要是依靠流动测量站及固定GPS基准站实现的。

计算机、探测仪、数据通讯链及GPS接收机等仪器是GPS-RTK技术在测量水下地形中常用的仪器。

在这之中GPS接收机主要是用于接收卫星信号,探测仪则主要是获取被测水域的水深值,数据通讯链的功能主要是将基准站接收的信号实时的传送至流动站,计算机的功能则主要是分析流动站接收地信号并及时的反馈GPS的定位结果。

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中的应用

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中的应用

GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中的应用摘要:GPS RTK无验潮测深在水下地形测量中的应用,大大减少了测量人员的劳动强度,自动化程度高,省工省时,精度高,全天候,提高了工作效率,使工程变得更经济。

本文首先阐述了GPS RTK技术水下地形测量的原理,其次,分析了RTK无验潮水深测量时的注意事项。

同时,以一应用实例为例,对其进行深入的探讨,具有一定的参考价值。

关键词:GPS RTK;无验潮测深;水下地形测量1.前言无验潮水下地形测量是利用GPS RTK技术结合数字测深仪测量水深的一种方法。

该方法可按距离或时间间隔,自动采集RTK确定的三维位置及水深数据,只要将GPS天线高量至水面,对测深仪进行吃水深度改正,便可高精度、实时、高效地测定水下地形点的三维坐标。

不用进行验潮改正大大减少了测量人员的劳动强度,自动化程度高,省工省时,精度高,全天候,提高了工作效率,使工程变得更经济。

2.GPS RTK技术水下地形测量的原理GPS RTK(Real Time Rinematic)实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术,它是利用2台或2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号,其中1台安置在一个固定的地方以作为基准站,其它作为流动站,这样基准站的电台连续发射差分数据,流动站上连续接收数据,流动站上就可实时计算出其准确位置,通过计算机中软件获取测深仪的数据,并自动滤波,形成水下地形原始数据,这种方法测量的平面位置精度能够达到厘米级,高程精度一般能够达到小于10 cm,对于测量水底地貌完全足够。

3.RTK无验潮水深测量时的注意事项RTK无验潮测深技术虽已逐步被使用,但是要想得到精确的水深测量图成果,需要考虑诸多因素的影响,只有有效控制每一项影响精度的因素,最终的成果质量才能得到保障。

在使用RTK进行无验潮水深测量时有以下几点注意事项:(1)内河进行无验潮水深测量时应沿河道在已知控制网点上进行比测。

gps-rtk技术在水下地形测量中的运用分析

gps-rtk技术在水下地形测量中的运用分析

区域治理水利资源与建设一、GPS - RTK技术的特点(一)测量准确性高GPS - RTK技术具有测量准确性高的特点,是以往地形测量技术中所不具备的一点。

传统的水下地形测量通常采用极坐标定位法,这种的测量方法必须要通过专业人士对水尺进行定时的读数工作,时间要求较为严格且收地形曲面的影响较大,若重庆万州航道的建造采用这种测量方式,则难度会大的多,并且测量误差会非常大。

而GPS-RTK技术很好的解决了传统地形测量的弊端,尤其是对于像重庆万州这种地形复杂的航道建造。

因为重庆万州崎岖不平,水下的地形更是高低起伏,所以传统的水下测量方法已经难以适用,而GPS-RTK技术具有全方位卫星覆盖且传送数据又快有准的特点,在重庆万州航道的测量过程中的精确度甚至达到了厘米,大大提高了对于重庆万州航道的地形掌握情况,于此同时,这项技术可以将误差范围控制在20毫米以内,降低了测量重庆万州航道的地形的难度,大大提高了测量准确度高。

(二)测量效率高GPS - RTK技术的还具备测量效率高的特点。

在传统的地形测量技术中,需要设置多个测量仪器,并且还需不断移动,技术人员的工作量大,且测量的效率低下。

而GPS - RTK技术在一般情况下通过一次设点就可以完成8千米直径的测量区域的测量,且用时短,大大降低了技术工作人员的工作量,提高了测量效率。

在重庆万州航道的测量中,由于这项技术在其中的应用,从业人员攻克了地形负责,剖面起伏高,测量难度大的特点,较为精准的测量出重庆万州航道的水下地形,测量效率大大提高。

(三)受干扰因素少GPS-RTK技术的另一个显著特点是受干扰因素少且操作方便。

以重庆万州航道的水下地形测量为例,若采用传统的测量方法,则需对水下地形进行两点进行光学通视测试,并且气候、能见度、季节等影响因素也会对测量结果产生影响,而且对于重庆万州航道的水下地形本身就复杂的情况下,传统方法的测量方法就更不适用了。

而GPS - RTK技术的应用只对电磁波环境有着较高要求,只要在电磁渡正常的情况下就可以进行测量工作,并且在测量工作中,受外界其他因素影响是微乎其微的。

RTK技术在水下地形测量中的应用分析

RTK技术在水下地形测量中的应用分析

RTK技术在水下地形测量中的应用分析发表时间:2018-09-20T09:42:32.913Z 来源:《防护工程》2018年第10期作者:王慈娥[导读] 便捷和高效的优点,所以称为当前水下地形测量中比较科学、先进的测量技术。

在对海洋水下地形的测量、以及航道水深测量、水下地形测量中具有重要价值。

本文通过对RTK技术的优势进行介绍,并对RTK技术的应用进行了有效的分析。

王慈娥云南劲道路桥设计有限公司云南昆明 650106摘要:近年来,随着GPS技术的不断发展,人们提出RTK这种新型的GPS测量技术。

RTK技术是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它的出现为工程放样、地形测绘、各种控制测量带来新的曙光,极大地提高了野外作业效率。

在实际的水下地形的测量中,RTK-GPS技术发挥了重要作用,通过与其他技术的对比,实践验证了RTK-GPS技术具有较大优势,在水下定位和水深测量中有着较高的精确度,而且操作简单、便捷和高效的优点,所以称为当前水下地形测量中比较科学、先进的测量技术。

在对海洋水下地形的测量、以及航道水深测量、水下地形测量中具有重要价值。

本文通过对RTK技术的优势进行介绍,并对RTK技术的应用进行了有效的分析。

关键词:RTK技术;水下地形测量;分析引言近年来,随着RTK(Real-timekinematic,载波相位差分)技术在海洋测量中被广泛应用,而且RTK技术主要是以水上导航测量软件为支撑,进行水下的地形测量,作为一项新型技术,在水上测量的过程中得到非常重要的应用,随着该项技术的日臻完善,目前已经成为水下地形测量过程中的主要测量技术。

1水下地形测量的基本原理所谓的RTK技术,就是GPS实时载波相位差分。

RTK测量技术主要是利用载波相位进行测量,并根据实时差分GPS测量的一种技术,也可以说它是一种测量系统,将测量技术与数据的传输进行融合,进而构成一种测量系统,通过一台接收信号的设备进行固定,根据固定的位置或者未知的地点来选择基准站位置的设定,其它的接收信号的设备是被固定在能够发生位移的物体上作为流动站的设置,并且能够同时进行卫星的观测。

浅谈GPSRTK在水利工程水下地形测量中的应用

浅谈GPSRTK在水利工程水下地形测量中的应用
水 下地 形 图 。 以往 对 断 面 宽 在 1 0 0 m 之 内 的 河 道 , 主 要 通 过 拉 过 河 断 面
作 捌跑
《8 0 k m
敏限 2 5 k m. 常规 l 0 k m 1 5 k m
≤5 0 k _ 玎
索 法来测 量各测 点的水 平位置 ,而 对于河 道较 宽,拉过河 断面索 困难 的 河 道测量 ,往往采 用水准 仪视距法 或经纬 仪交会 法。对水 深往往 采用测 深 锤、测深 杆、铅 鱼等方法 测量 ,然 后通过 相应 的水位计 算 出各 测点 的 高程 。采 用上述 方式进 行测量 ,不仅测量 困难 ,工作效率 比较低 ,而且 据 导入专用 水下地 形测量 绘图软件进行数据处理 、 分析 , 绘制水 下地形 图。 4 . 水下地形测量系统的特点 受水 流、风浪等因素影响 ,测量精度 也不高。 超声波 测深仪配上双频 R T K G P S 定位 系统,组成 了一 套先进的水 下 随着 G P S技术 的发展 ,网络 R T K测 量技术 在工程 测量 中得到 了大大 应用 , 目前,G P S R T K 技术在水利工程河道测量 工作 中基本上取代 了以往 地形 测量系 统,该系统 不仅体积 小、操作 简单,而且 测量精度 高、工作 的测量方法 。采用超声波测深仪配备 R T K G P S 全球 定位系统组成一个水 稳定可靠 ,可全天候工作 ,主要特点有 以下几点 : 下地 形测量 系统 ,利 用测深仪 测量水 深,G P S 全 球定位系 统提供测 点的 4 . 1 操作简单易学 无论 是超声波测深仪 ,还是 R T K G P S 定位系统控制手 簿,都配备 了 三维坐标 。 W i n d o w s 操作系统 ,全 中文 界面。超声波测深仪 配备 1 2 英 寸 电阻式触 摸屏和专业导航测量系统 ,操作简单 易学 。 4 . 2工作快捷方便 测量 系统设 备安装方便 ,操作简便 。测量过程 中,测量船 只可 以在 测深仪 导航系 统的指示 下按断面行 走,也可按 散点测量 法在测量 范 围内 任意行走 。测量数据无须人工记录 ,由测深仪 电脑 自动记录保存 。 4 . 3测量精度高 该水 下地形测量 系统测量 数据连续 、即时显示 和保存 ,工作 稳定 , 测 点数量多 ,测 量精度 高,而且可基 本消 除波 浪对测深 数据 的影 响 。为 了减小定位 误差 ,一般 将 G P S 固定站与移动站的最大距离控制在 1 k 皿 行安全顺利 , 这仍 旧需要 更多的探 索和拓展 。同时,应加大环境管理力度 , 减少水土 流失 ,控 制 电站流 域 内的泥沙来源 ,从 根本上解 决泥沙 问题才 是水利枢纽 电站可持续发展最有力度的手段。 参考文献 [ 1 ]刘 建军 .水 电站 电气设 计 中几 个 问题 的分析 [ J ] . 湖 南 水利 水 电. 2 0 0 8 . [ 2 ]李定 中 .水 电站 设置发 电机 断路 器 的探 讨 [ J ] .水力 发 电 . 2 0 0 2

RTK技术在水下地形测量中的应用

RTK技术在水下地形测量中的应用

【摘要】介绍GPS RTK技术在水下地形测量中的应用,结论认为:GPS RTK技术非常适合大规模的水下地形测量。

【关键词】 GPS RTK 水下地形测量1 引言全球卫星定位系统(GPS)是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

近年来,随着GPS研究的不断深入及计算机技术和其它相应学科的发展,其应用范围不断扩展。

目前,GPS测量的一个重要应用领域就是利用GPS RTK技术进行水下地形测量。

本文结合多年的实践经验,介绍GPS RTK技术在水下地形测量中的应用,以供大家参考。

2 GPS RTK技术简介RTK(Real time Kinematic)技术即实时载波相位差分技术,是实时处理两个测点载波相位观测量的差分方法,它分为基准站和流动站。

基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站,流动站通过无线电接收基准站发射的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H。

坐标差加上基准站坐标得到每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H。

3 水下地形测量的应用3.1 目的、任务为满足红水河桥巩水电站工程进行枢纽整体水工模型试验及通航船模试验,根据项目设计要求,需对电站坝址附近的河段进行1:1000水下地形图测量。

3.2 测区位置测区位于东经108°55′~108°56′、北纬23°27′~23°28′,距迁江镇约1.0km,东距来宾市区约37km,宾阳至合山公路从测区边通过,交通方便,测区行政隶属来宾市迁江镇管辖。

3.3 测区已有资料测区内已施测有D级GPS控制点及一级、二级图根控制点,可以作为1:1000水下地形图测绘控制点。

水下地形测量精度评定的方法研究

水下地形测量精度评定的方法研究

水下地形测量精度评定的方法研究摘要:由于现阶段我国社会经济水平迅猛的提升,这就使得港口开发以及海洋经济发展时期所提出的测绘要求标准变得越来越高。

针对大面积的水下地形测量需要应用大批量的水深点数据信息,借助网络RTK三维水深测量,同步采集各项数据信息,让水深数据的精度变得更高。

本文主要就水下地形测量精度评定的方法进行探究,分析现阶段影响我国水下地形测量的主要因素,制定出提高测量精度管控的策略,全面的反馈出地下水型测量成果。

关键词:水下地形;测量精度;评定;方法引言:水下地形测量始终是一类尤为艰巨的测量任务,其不管是对于港口构造块,还是对于桥梁等方面所产生的影响都尤为深远,其主要的测量任务就是测量水下位置及高度,整理其收集整合到的数据信息,绘制完整的水下地形图,其也已经成为了现代水利工程发展的核心技术。

其图面会包含完整桩号前置以及定位装置等多项内容,要实时进行深度测量,利用软件创建水下地形图,结合其条件及状况,确定出适宜的水下地形测量方法。

1水下地形测量概念水深测量的传统工具是测深杆和测深锤。

现代普遍使用回声测深仪,精度和效率均大为提高,最大测深可达10000m,并已从单频、单波束发展到多频、多波束,从点状、线状测深发展到带状测深,从单纯测深发展到图像显示和实时绘图。

沿着水深测量的方向来测量水的深度点,也称深点,这个深点主要指的是水底到水面的距离,在水下地形测量过程中是一个比较重要的环节。

除此之外,在水深测量的过程中深度点测量的精确度也是比较重要的,这个工作叫做定位;要想让水深测量更具有价值,需要在此过程中和地平面以及高程进行联系。

测深和高程进行联系,通常使用的都是水位观测的方法。

2无人测量船的特征无人测量船是当前我国新推出的一类水下地形测量方式,无人船只的技术趋于成熟,智力水平以及导航水平越来越高,其测量方式的稳定性较强。

无人测量的优势较为显著,其安全性较高,运营成本费用也会比较低,不用受到任何监管的约束,可以防止其出现测量任务损失等的问题。

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利用RTK—SDE技术在浅水区水下地形测量中的精度分析
作者:王晓明殷小龙柳永全
来源:《价值工程》2016年第30期
摘要:该文通过2个案例检测分析,证实了RTK-SDE技术在浅水区水下地形测量中的测深精度符合测量规范要求,可供工程实践参考。

Abstract: The paper confirms that the RTK-SDE technology in accuracy analysis of underwater topographic survey in shallow water by analyzing two cases conforms to the requirements of the measurement standard, which can be used for reference in the engineering practice.
关键词:RTK-SDE技术;水下地形测量;测深精度分析;水深比对检测
Key words: RTK-SDE technology;underwater topography survey;sounding accuracy analysis;detection of water depth ratio
中图分类号:TV221 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)30-0098-03
0 引言
2012年6月21日,《水利发展规划(2011-2015年)》(以下简称《规划》)经国务院批复。

《规划》确定“十二五”期间,全面解决2.98亿农村人口和11.4万所农村学校的饮水安全问题,水利工程新增年供水能力400亿m3,新增农田有效灌溉面积4000万亩;农田灌溉水有效利用系数提高到0.53以上,重要江河湖泊水功能区水质达标率提高到60%以上;新增水土流失综合治理面积25万平方公里,初步改善生态环境脆弱地区及重点河湖的生态环境用水状况。

《规划》给宁夏水利工作带来了新的任务、新的希望,新的起点。

宁夏河流、湖泊、渠道、水库等改造、整治、除险加固、截渗工程纷纷上马,这给水下地形测绘工作带来了商机,也带来了挑战。

为此,项目组联合有关单位,并结合项目组的实际情况,进行浅水区水下地形测绘研究工作,用于指导类似工程的实践活动。

相关资料显示,国内对运用GPS RTK、水下超声波回声测深技术、数字化绘图技术等先进测绘技术(简称RTK-SDE技术),进行水下地形测绘工程作了不少研究,取得了一些阶段性成果。

如龚治兴[1]在青草沙水库工程1:5000局部河势水下地形测量中,对该技术的工作原理进行了详细的介绍;程建刚[2]利用该技术对北京市6个城市湖泊进行勘测,得出了能够大大提高勘测速度和精度的结论;佟玉娥[3]利用该技术在大平矿水库内地形测量中,得出了提高作业精度和提高作业效率12倍的结论;徐景起等人[4]利用该技术在雪野水库水下地形测量中,得出了该技术具有测量精度高、速度快、采集数据密度大等优势[5],测量结果比常规方
式更为客观、真实的结论[6]。

但这些成果大多是零散的、阶段性的,没有经过系统研究和总结。

因此,项目组认为在这方面有必要进行深入研究,有必要把前人的成果系统化,用于指导宁夏乃至周边区域的水下地形测绘工作。

1 RTK-SDE技术水下观测数据的精度分析
利用RTK-SDE技术多余观测,对采集的数据进行精度分析,观察是否满足测量规范的要求,用以评价观测数据的可靠性。

1.1 试验地点及范围
①永宁县南方:29号丁坝上游100m,下游至第一排水沟,丁坝前30m区域。

实测
0.34km2。

②平罗县六顷地:1号垛上游100m至3号丁坝下游100m,坝前30m区域;4号丁坝上游100m至5号丁坝下游100m,坝前30m区域。

实测0.23km2。

1.2 试验设备及软件
工程使用南方灵锐S82T GPS接收机1套(1+2),经过校准鉴定,仪器合格;南方SDE-28S水下超声波回声测深仪1套;笔记本电脑一台;CASS9.1数字化地形测绘软件;机动船1艘。

在使用过程中仪器设备外观表现正常,运行正常。

1.3 试验起算数据及执行规范
①起算控制点。

永宁县南方测区附近有3个GPS五等点,分别是D1、DD2、D7。

平罗县六顷地测区附近有4个GPS五等点,分别是LQ5和LQ7,BM0和BM。

起算控制点成果列于表1。

平面坐标系统是1954北京坐标系,高程系统是1956黄海高程基准。

投影带是中央子午线经度为105°的35号3°高斯投影带(永宁南方)和中央子午线经度为108°的36号3°高斯投影带(平罗六顷地)。

②执行规范。

依据《工程测量规范GB50026-2007》(国家标准)、《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)SL197-97》(行业标准)和《1:500 1:1000 1:2000地形图图式GB/T20257.1-2006》(国家标准)。

在执行以上测绘规范的基础上,结合本工程目的,提出以下具体技术要求:比例尺=1:500,等高距=1m;水域地物点点位中误差≤1m,等深线插求点高程中误差≤0.5m;断面间距
15m,断面点间距5m;地形成图碎部点展点密度15m,高程显示至小数点后2位;GPS RTK 技术联测起算控制点,转换参数误差和固定点检核误差≤5cm(坐标分量)。

1.4 试验过程质量控制
为了保证采集数据的可靠性和最终成果的质量,在测绘过程中,加强检查,强调过程质量的控制。

①起算控制点检核。

对起算控制点,在使用前对其可靠性进行了实测检核。

GPS流动站分别在起算控制点采集数据,计算转换参数之前显示误差。

结果表明,永宁南方3个起算控制点可靠;平罗六顷地4个控制点,平面误差达到0.37m,高程误差不超过0.01m。

结合在现场看到的LQ5和LQ7实际标定情况,我们认为这两个点精度较低。

但考虑与过去成果的联系和比较,也因为检核控制点高程没发现问题,故仍以LQ5和LQ7为起算数据进行测绘。

通过起算控制点检测,也说明GPS RTK系统工作正常。

②开始与结束时的固定点检核。

在地形测绘中,每天工作开始和结束,均进行固定点检测。

检测记录列于表2。

其中
ΔXmax=0.009m,ΔYmax=0.021m,ΔHmax=0.018m。

均小于5cm的要求。

③水深比对检测。

水下地形测量,每天开始前都进行水深比对检测。

检测记录列于表3。

其中探杆测深与测深仪测深的差值,最大为7cm,最小为1cm。

考虑到探杆底部带有5cm的尖头,会产生3-5cm 的系统误差。

故,可认为测深仪测量结果是可靠的。

④水下重合点检测。

每个水下区域都设计了检测航线,对检测航线上的重合点(范围小于2m*2m)进行比较。

水下重合点检测结果列于表4。

⑤实际精度分析。

计算检测高程与图面等高线内插点高程的差值(H分量误差),对地貌点进行抽查检测,永宁南方29-32号坝检测了42个点,平罗县六顷地1、2、3号坝检测了31个点,平罗县六顷地4、5号坝检测了20个点。

H分量误差的具体数据列于表5。

依据双观测中误差计算公式计算水下重合点高程中误差:永宁南方=0.224m,平罗县六顷地1、2、3号坝=0.302m,平罗县六顷地4、5号坝=0.309m。

均小于h/3=0.33m,说明采集数据不含粗差,质量可靠。

2 结语
①通过测区起算控制点检核、开始与结束时的固定点检核、水深比对检测、水下重合点检测等过程质量控制,保证了测深数据的精度要求。

②经过实际精度分析,永宁南方29-32号坝测深中误差为0.224m,平罗县六顷地1、2、3号坝测深中误差为0.302m,平罗县六顷地4、5号坝测深中误差为0.309m。

均小于
h/3=0.33m,说明采集数据不含粗差,质量可靠,水下测深精度符合规范要求。

参考文献:
[1]龚治兴.青草沙水库工程1:5000局部河势水下地形测量[J].中国水运,2014(1):200-205.
[2]程剑刚.网络RTK联合声波测深仪在水下地形测量中的应用[J].测绘工程,2014(3):63-65.
[3]佟玉娥.测深仪与GPS集成技术在大平矿水库内地形测量中的应用[J].铁法科技,2013(11):18-20.
[4]徐景起,马明文,蔺义华.GPS-SDE技术在雪野水库水下地形测量中的应用[J].人民长江,2010(4):65-67.
[5]闫永辉,徐建新,吴文强,等.GPS-PPK结合测深仪在水下地形测量中的应用[J].人民黄河,2013(5):128-130.
[6]夏龙.GPS-RTK技术在水库水下地形测量中的应用[J].价值工程,2013(35):212-213.。

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