在航道测量中GPS-RTK定位技术应用

小议在航道测量中GPS-RTK定位技术的应用

摘要：gps非常适合现代航道测量测量的实用性和准确性保证了航道测量的测量时间和精度。本文结合gps定位技术的应用实践探讨航道测量中gps-rtk定位技术能够准确、高效和快速地完成测量任务，取得良好的经济效益和社会效益。

关键词：航道测量全站仪 gps rtk

中图分类号:u66 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2011)12(c)-0000-00

作为gps应用的重大里程碑的rix是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载渣相位动态实时差分（real - timekinematic）方法，而常规的gps测量方法，如快速静态、静态、动态测量不需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，rix的出现极大地提高了外业作业效率，为地形测图、工程放样，各种控制测量带来了新曙光． rix定位技术不同于高精度的gps测量必须采用栽、嵌相位观测值，它是基于栽渡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，并达到厘米缓精度．基准站在rix作业模式下，流动站接收数据链传送的翼观测值和测站坐标信息．流动站不仅要采集gps观测数据，还通过数据进接收来自基准站的数据，并实时处理系统内组成差分观测值，历时不到一秒钟，还要给出厘米缀定位结果。流动站可在固定点上先进行初始化后再做动态作业，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；可处于运动状态，

也可处于静止状态．每个历元的实时处理得在整周未知数解固定后进行，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。

1 gps定位技术和全站仪测量工作原理

1.1 作业工作原理

基于载波相位观测值的实时动态定位技术被称作实时动态测量rtk（real time kinematic）技术，其作用在于能够实时快速地获得测量点的三维定位坐标值。在rtk作业模式下，基准站接收机架设在已知坐标的参考点上，连续接收所有可视gps卫星信号。初始流动站接收机后，基准站的载波相位观测值通过无线数据链来接收、gps卫星载波相位数据也同步观测采集，通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，流动站厘米精度级坐标实时被求算出。而作为一门比较成熟的测量定位技术—全站仪，虽然属于电子测量设备，还是有比较广使用范围，受测站互通视环境影响是其弊端所在。然而，它是常规的三维极坐标测量方法，在测站上架设仪器，通过测边、测角确定测量点的位置，或直接测量待定点的坐标值是它的工作原理。

1.2 测量坐标系统转换

在航道测量工作中使用的是1954年国家标准的北京坐标系或1980西安坐标系，世界大地坐标系作为gps卫星观测的坐标系统的转换问题便出现了，依据航道工程的特点对坐标系进行转换，坐标转换有三参数转换或七参数转换。全站仪测量不涉及到参数的转换

问题它是控制网坐标系统的统一转换也与测量仪器无关。

2 gps技术在航道测量中的应用

（1）必要的绳索、吊具、工具用来绑扎固定测深杆是测量前的准备工作，收集与所测航道有关的地图。要选择熟悉航道的有丰富经验的船长作为测量艇驾驶员。另外，测量时水位资料或及时观测水尺，要与水文站联系获取。动态gps- rtk水上定位技术，使水深测量走上了自动化测深的轨道。在计算机上完成从水深断面线的布设，采集水深点和最后成图，测深定标与水上定位的时间做到完全同步，测量时间大大缩短，并且测深仪换能器与gps天线可在同一位置，完全重合定位位置与测深点，从而测深质量得到了提高。在西江河面上基准站的数据链传播可达20km，以往全站仪测量时的搬站时间减少了。只需在一艘测深艇上配备2人一天即可完成6km 的水域测量面积。劳动强度降低，作业时不紧张，工作效率提高，彻底改变了传统的水深测量作业方法。

（2）航道纵、横断面图测量，测量船以不大于l0公里 /小时的速度沿航道中心线行驶，电脑自动记录数据纵断面与横断面点间距可根据需要设置确定，坐标和水深数据包括点位n，e，一般横断面设置为3～6m记录一点，纵断面设置为隔3 0米或4 0米记录一点。内业软件对水深点的分析结合从外业软件测出的横断面图、纵断面图，航道最小水深与最小宽度能够十分方便准确地进行判断。（3）在欲布设的gps控制网点上和已知平高点架设仪器对航道标志进行记录，对中整平后开始采集数据。做好外业观测记录将天

线高、点名和时段信息等记录清楚，要特别的注意共同观测时间和同步观测的gps接收机数等要符合规范要求。利用软件将外业采集的数据通过卡读器或电缆传输到计算机中并存储好。在正常测量时，电脑自动记录水深数据和每一点的坐标n，e。遇到桥梁、船闸、码头、高压电线等临跨河建筑物或地理位置时，记录下在gps天线靠近或到达其下方时的点号，在旁边用文字加以说明在电脑屏幕显示的航迹图上的正确位置标记相应符号，为了避免造成不必要的损失应经常保存测量时的数据。

（4）数据的后处理，利用随机带的软件来解基线，并检查基线闭合差报告，若有超限的基线则需对观测数据进行处理，直到报告中基线、闭合差全部合格方可进行下一步。进行的是三维无约束平差，此时可由起算软件自动选取一个点的三维坐标，各点坐标系的基线向量、三维坐标及其精度信息和改正数为输出成果。平差报告的检查，可在平差中采用随机软件提供的自动方法或人工方法剔除存在的粗差，直至全部合格。然后三维或二维约束平差利用无约束平差后的可靠观测量和已知点在国家坐标系或地方坐标系中的坐

标及高程进行，即将各点坐标系的三维坐标转换到地方坐标系或国家坐标系中。此时输出成果为各点在国家坐标系或地方坐标系中的坐标和相应的转换参数及精度指标。利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理即数据后处理，形成航道图及其统计分析报告即所需要的测量成果等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。

3 结语

由此可见，gps新设备、新技术的应用大大地提高了在大型的航道工程测量中，测绘工作的生产效率．测量成果的差错率大大降低了．测绘产品的质量得到了提高。密切配合各种gps测量技术，不仅可以节省人力、物力，还可以节省时间、缩短工期，也能够大大提高工程的质量和精度。gps测绘定位新技术在未来的测绘行业中发挥的作用将越来越大，静态控制网测量，可完全起到控制整条江河流域的控制测量，d级网以上精度是能达到的最低标准，而在目前条件中rtk平面定位精度也比较稳定，但应注意高程测量的方面。动态gps-rtk定位技术，彻底改变了传统的水深测量作业方法，使航道水深测量走上了自动化测深的轨道。rtk和全站仪在实际野外测量时的协调使用，可以降低生产成本，提高工作效率，解决实际问题全站仪作为一门成熟的测量仪器在相当长的时间内还会在碎

部测量方面起主导作用。

参考文献

[1] 李汪.谈gps定位系统在航道测量中的应用[j].科技促进发展,2010(2):50-50.