远距离GPS潮位测量
GPS潮汐测量及应用
2
GPS潮汐测量及应用
接在GPS验潮模式下进行海洋测绘工作,并能保证测量的精度。
in the Guangxi investigation of the
major
harbors,based
on
the local GPS
CORS(GPS
Continuously Operating System).It is shows that the difference of GPS hydrographic
国家海洋局第一海洋研究所 硕士学位论文 GPS潮汐测量及应用 姓名:李杰 申请学位级别:硕士 专业:环境科学 指导教师:周兴华 2物理要素之一,无论是在军事上还是在国民经济建设中
都发挥着巨大的作用,其测量技术的发展对于海洋科研和开发具有重大意义。 本文首先介绍了潮汐测量理论,总结了传统潮汐测量的各种方法和技术,分 析了传统潮汐测量的诸多缺陷,进而引出了GPS潮汐测量方法。然后,在介绍了
measurement,Precise Point Positioning,Filtering
II
原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文
不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声 明的法律结果由本人承担。
experiments
on
and projects.
The
tide measurement from GP S RTK
technology Can
reach
a
good accuracy but is
沿海远距离施工实时水位控制测量方法唐颖
沿海远距离施工实时水位控制测量方法唐颖发布时间:2021-10-18T06:27:18.439Z 来源:《防护工程》2021年20期作者:唐颖[导读] 随着我国经济的快速发展,国家逐步重视沿海远距离施工的实时水位情况。
为进一步确保实时水位测量精确性与可靠性,需要结合具体的项目基本情况,做好综合分析,对施工的实施水位测量原理、施工船舶吃水动态变化等信息进行获取,基于星站差分技术明确沿海远距离施工的整体测量方式。
本文主要针对沿海远距离施工实时水位控制测量方法简要分析,以期提供参考。
唐颖身份证号:42048119840302xxxx摘要:随着我国经济的快速发展,国家逐步重视沿海远距离施工的实时水位情况。
为进一步确保实时水位测量精确性与可靠性,需要结合具体的项目基本情况,做好综合分析,对施工的实施水位测量原理、施工船舶吃水动态变化等信息进行获取,基于星站差分技术明确沿海远距离施工的整体测量方式。
本文主要针对沿海远距离施工实时水位控制测量方法简要分析,以期提供参考。
关键词:沿海远距离施工;实时水位控制;测量方法1.前言沿海远距离施工的航道工程施工区域本身离海岸较远,在在潮位站稀少的区域能够被有效控制,但是根本就没有任何办法可以采用常规的方法确定最终的潮位观测值。
正是由于传统的依托的解决方案难以满足当前的远距离疏浚区域的潮位控制需求,RTK在进行水位测量时会受到通讯距离等内容的限制,根本就无法在事后进行数据处理以便获取水位数据,比较适用于水位较深的区域的水位观测,根本就难以满足施工实时水位的变化情况。
故本文将对远距离施工水位控制测量的方式做好综合分析。
2.沿海远距离施工实施水位控制工作原理 2.1星站差分技术该项技术术语一种比较广义上的差分GPS管理范畴。
当前时期,应用较为广泛的星站差分系统主要可分为三种,每一种都比较复杂,本文在文中则以中国精度作为代表进行说明和分析。
中国精度为国内的首个全球性的星基增强型服务系统,在2015年时被发布出去,其使得传统的GNSS用户在无须架设的基站中可直接获取比较精确性的定位服务,该种类别的服务所涉及的方面较广。
海洋测绘中的潮汐测量与预测方法
海洋测绘中的潮汐测量与预测方法潮汐是海洋中最重要的自然现象之一。
随着海洋测绘技术的发展,人们对潮汐的测量和预测方法也有了更深入的研究。
本文将介绍海洋测绘中常用的潮汐测量与预测方法。
一、潮汐测量方法1. 潮汐观测站测量法潮汐观测站是最常用的测量方法。
观测站安装有测量设备,如封闭管、浮标等,通过测量海面的垂直变化来计算潮汐的高度。
这种方法能够提供准确的潮汐数据,但需要长时间的观测和连续的监测。
2. GPS测量法全球定位系统(GPS)是一种利用卫星信号定位的技术,也可以用来测量潮汐。
通过安装在测量站点的GPS接收器,可以实时测量地球表面的垂直运动,并计算出潮汐的高度。
这种方法具有高精度和实时性的优势,但需要高精度的GPS设备和复杂的数据处理。
3. 水产浮标测量法水产浮标是一种可以测量海洋表面运动的设备。
通过安装在浮标上的传感器,可以测量海洋表面的垂直变化,并计算出潮汐的高度。
这种方法适用于需要进行大范围测量的情况,但精度相对较低。
二、潮汐预测方法1. 基于历史数据的统计模型基于历史数据的统计模型是最常用的潮汐预测方法之一。
通过分析历史数据中的潮汐规律,可以建立潮汐预测模型,然后根据当前的日期和时间来预测潮汐的高度和时间。
这种方法简单易行,但对数据的准确性要求较高。
2. 基于数学模型的计算方法基于数学模型的计算方法是一种较为精确的潮汐预测方法。
通过建立潮汐运动的数学模型,可以计算出潮汐的高度和时间。
这种方法需要进行复杂的数学计算和建模,对计算设备的要求较高。
3. 基于卫星遥感数据的预测方法随着卫星遥感技术的发展,人们可以利用卫星图像来预测潮汐。
通过分析卫星图像中的海洋表面运动,可以推断潮汐的高度和时间。
这种方法可以提供全球范围内的潮汐预测,但受到卫星图像的分辨率和数据更新频率的限制。
综上所述,潮汐测量与预测是海洋测绘领域中重要的研究方向。
通过不同的测量方法和预测模型,人们可以获得准确的潮汐数据,并应用于海洋资源开发、海洋环境监测等领域。
海上定位测量技术的原理与应用
海上定位测量技术的原理与应用海上定位测量技术是一种通过测量水下设备或物体的位置和方向来确定海洋中各种活动的技术。
它在海洋科学研究、航海导航和海洋资源开发等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍海上定位测量技术的原理和应用,以帮助读者更好地理解和认识这一领域。
一、传统海上定位测量技术传统的海上定位测量技术主要包括全球定位系统(GPS)、地方探测系统(LORAN-C)和声呐定位等。
全球定位系统是一种利用卫星进行定位的技术,通过接收多颗卫星发出的信号并计算时间差来确定位置。
地方探测系统则是利用地面发射台和接收台之间的信号传输来确定位置,具有一定的定位精度。
声呐定位是一种利用声波进行测定的技术,通过测量声波的传播时间和声波在水中的速度来确定位置。
然而,传统海上定位测量技术存在一些问题。
首先,GPS等卫星定位系统的使用受限于天气和地理环境等因素,可能无法在某些区域或恶劣环境下进行准确的定位。
其次,传统技术的测量精度有限,无法满足一些高精度定位的需求。
因此,人们开始寻找新的海上定位测量技术。
二、新兴海上定位测量技术随着科技的不断发展,新兴的海上定位测量技术逐渐应用于海洋科学研究和航海导航等领域。
这些新技术包括卫星激光测距系统、超宽带定位系统和水下声学定位系统等。
卫星激光测距系统是一种利用激光测量距离的技术,通过激光器将激光束发射到目标物体上并测量激光的回波时间来确定距离。
该技术具有高精度和远距离的特点,可以实现对海洋中物体位置和形状的高精度测量。
超宽带定位系统是一种利用超宽带信号进行测量的技术,通过测量信号在空间中传播的时间差和信号的强度来确定位置。
这种技术具有高分辨率和强抗干扰能力的特点,可以实现对复杂海洋环境中目标物体的准确定位。
水下声学定位系统是一种利用声波在水中传播进行定位的技术,通过测量声波的传播时间和方向来确定目标物体的位置。
这种技术具有较高的定位精度和范围,适用于海洋科学研究和海洋资源开发等领域。
基于GPS动态定位的近海高精度验潮方法
基于GPS动态定位的近海高精度验潮方法摘要: 基于青岛附近黄海海域的GPS验潮观测数据和IGS组织发布的精密星历,利用GAMIT TRACK双差动态定位模块,解算潮位变化。
分别利用广播星历、IGS超快星历、IGS快速星历和IGS最终星历进行解算,比较结果精度;将结果与压力式验潮仪的观测值进行比对,获取GPS高精度验潮方法的可行性。
关键字:动态定位GPS验潮TrackAbstract: Based on the Qingdao near the Yellow Sea waters of the GPS tide observation data and IGS Organization issued a precise ephemeris, using GAMIT TRACK double differential dynamic positioning module, calculating tidal variation. Respectively, the use of broadcast ephemeris, IGS ultrafast ephemeris, IGS rapid ephemeris and IGS final ephemeris calculation, comparison of results; the results with pressure type tide gauge observations are compared, to obtain the GPS high-precision tidal feasibility.Keywords: dynamic positioning, GPS, tide track.一前言近海海底地形测量中,无论是单波束测深还是多波束测深都需要通过验潮数据进行高程基准的传递。
传统的验潮方式有水尺验潮、验潮仪自动观测等多种方式;目前在测深作业实施中,采用压力式自动验潮仪验潮的形式比较常见。
GPS—RTK无验潮测量技术在菊花岛供水工程中的应用
应用 G S T P —R K与数字测深集成技术不但可以进行平面
位置 的精 确定 位 , 而且 还 可用 来 进 行 水 面 高程 的实 时 确 定 。采用 这种方 法 确 定 的水 位 基 准 高 程精 度较 高 , 较 并 好地 消 除 了波浪 、 水位 涨落 等 因素对水 底 高程 的影 响 , 大 大提 高 了工作效 率 , 自 且 动化 程度很 高 。
深一 些 , 大致 在 0 5~12m范 围 内 ; . .
多 ) 岛上没 有 国家 岛程 基 准 的 知 点 为 了使 海域 两 侧 , 的高 程贯 通 , 合 目前 的 技术 干项 |的具 体情 况 , 结 l l l 我们 采
用 G S静态 测量技 术 , 接测 墩海 域 两侧 的 大地 高 , 过 P 直 通
似大 地水准 面精 化 ( 力 修 J ) 术 , 兴 城 一 侧 的 高 程 重 _ 技 I = 把
引导 菊花 岛一 侧 , 海 之 问 的 制 点 的 高 差 误 差 控 制 在 跨
2 m 之 内 0e
2 测 深杆 一定 要保持 垂 直 , 采 取加 固手 段 , ) 要 防止 探 头松 脱掉 入水 中或者 电缆线 不慎扯 断 ;
来, 而不需 要岸 上 人 员 观潮 水 位 , 少 了测 量 人 员 , 高 减 提
了工 效 。它 在水深测 量 中有 着 独特 的优 越性 。其 基 本原
本次工程为菊花岛跨海供水管道工程 , 陆上人海点
位 于兴 城市 临海 产业 园 , 陆点 位 于菊花 岛金 嘴子 , 上 登 海 管线 路 由长 度 约 7k 需 要进 行跨 线 区域 内的海 底地 形 m, 测量 。经分 析探讨 决定采 用 R K无验 潮测量 技术 直接 测 T
GPS RTK无验潮水下地形测量的应用
GPS RTK无验潮水下地形测量的应用
姜信东
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2017(029)011
【摘要】介绍了GPS RTK+超声波回声探测仪无验潮水下地形测量的基本原理及作业流程.该方法不用专门测定潮位,直接利用GPS RTK+超声波回声探测仪测量技术,辅之以姿态改正和补偿,从而获得高精度的水底地形点的平面位置和高程.以万科(惠东平海双月湾项目)双月湾内、外海的水下地形测量及内海淤泥厚度的测量工程为例,GPS RTK无验潮+超声波回声探测仪水下地形测量结果进行了分析.结果表明,综合运用GPS RTK无验潮+超声波回声探测仪技术进行水下地形测绘,其精度达到规范要求,工作效率和经济效益明显得到大幅度提高.
【总页数】3页(P145-147)
【作者】姜信东
【作者单位】深圳市工勘岩土集团有限公司,广东深圳518057
【正文语种】中文
【中图分类】P22
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GPS-RTK无验潮和验潮的数据成果比对分析
由此可以得 到 , 水底 a 点 高 程 一 A一 ( H1 十h ) , 上 述 测
绘 方法集 潮位测 绘 与水 深测 绘 于 一 身 , 直 接 获 得 水 底 点 的 高 程 。采 用 这 种 方 法 确 定 的 水 位 基 准 高 程 精 度 较 高 , 并 较 好 的消 除 了波 浪 、 潮 汐、 水 位 落 差 等 因 素 对 水 底 高 程 的 影 响, 大 大提高 了工作效 率 。
探头位 置 、 水面高 程 、 深 度数据汇 总到 一个文 件 中储 存 。 如图 l 所示, GP S接 收 机 至 水 面 高 为 H0 , 探 头 吃 水 为 H1 , t l时 刻 探 头 测绘 水 底 a点 的 深 度 值 h 。通 过 在 测 深 、 导 航软 件 中正确 设置 H0 、 H1 , 可 以直 接得 到 瞬时 水面 高程 A 及 瞬 时 水 面 A 至 水 底 a点 的 距 离 。
算 水 底 点 高 程 的 基 本模 式 。在 实 际 生 产 中 , 3 -测 绘 水 域 位 于验 潮 站 作 用 范 围 内 时 , " 该 模 式可被 采 用。但 3 -工 作 水 域 超 出 了 "
验 潮 站 的有 效 作 用距 离 范 围或 因 无 法 架 设 验 潮 站 而 不 能 获 取 验 潮 资料 时 , 该 模 式 难 以 实施 。 为 了 解 决 这 一 难 题 , 通常 采 用 卫 星 潮 汐或 预 报 潮 汐 获 得 潮 位 变化 资 料 。但 因精 度 较 差 , 难 以 满 足 大 比例 尺 水 下 地 形 测 绘 精 度 要 求 。 随 着 OT F技 术 的 日 益成 熟 , 整 周 模 糊 度 能 够在 很 短 的 时 间 内被 精 确 确 定 , 从 而 保 证 了 GP S载 渡相 位 实 时 差 分 技 术 ( R TK) 能够在 动态环 境 下 ,
GPS PPK潮位测量技术在湛江港30万t航道改扩建工程Ⅰ标段中的应用
5智城实践NO.10 2020智能城市 INTELLIGENT CITY GPS PPK潮位测量技术在湛江港30 万t航道改扩建工程Ⅰ标段中的应用梁艳豪(中交广州航道局有限公司,广东 广州 510000)摘 要:在距离海岸较远的区域进行水深测量时,水位的精确控制尤为重要,传统的潮位测量法和分带推算法存在一定的误差;GPS RTK(real-time kinematic,RTK)测量方法受无线电传播距离的限制只能进行近距离的潮位测量。
与前两者相比,GPS载波相位后处理(post processing kinematic,PPK)潮位测量技术具有不受数据传输距离的限制,适用距离范围可达到50~80 km,精度高、好操作的优势,则在湛江港30 万t航道改扩建工程Ⅰ标段中采用GPS PPK潮位测量技术进行潮位的精确测量。
关键词:GPS PPK;潮位测量;高程异常;当地理论基准面随着改革开放带来的经济效应和“一带一路”的实施,我国航道工程建设逐渐开始向更宽、更深和更长的方向发展。
在沿海的长航道或超长航道的建设中,水位的精确控制尤为重要。
传统的潮位测量方式无法满足远海航道疏浚工程,潮位分带推算法有一定的误差,GPS RTK测量的方式和GPS PPK潮位测量技术均能够较为精确地进行潮位测量。
RTK或CORS是通过基站和移动站间的差分信号进行数据传输的,具有操作方便、灵活的优点,但是由于在距离海岸较远的海域,差分信号会受到环境因素的影响无法进行数据传输。
采用GPS PPK技术进行潮位测量,PPK不需要基站与流动站之间的数据通信,且精度高、易操作、易处理,在RTK无法进行数据传输的区域也能利用PPK进行潮位测量,作业半径可以达到300 km以上,在距离海岸较远的区域、外海以及远海区域的潮位测量采用GPS PPK技术是较为可靠的。
1 GPS PPK技术原理GPS PPK技术是利用载波相位进行事后差分的技术,属于动态后处理测量技术,该技术采用动态初始化On The Flying可快速解算整周模糊度,PPK测量时在流动站和基准站之间不需要建立实时通信链接,而是在外业观测结束以后,对流动站与基准站接收机所采集的原始观测数据进行事后处理,从而计算出流动站的三维坐标。
GPS PPK潮位测量技术在疏浚测量中的应用
直投 入 巨资进行 主航道 的扩建工 作 , 2 继 5万 t 级航 道建 成之 后 3 0万 t 航道 已于 2 1 级 0 0年 9月开 工建设 ,
目前 航道 总里 程 已超过 4 m。 5k
l 概 述
对 于超 长航道 疏浚 工程 的水 位控 制 , 直是从 事疏 浚工 程测 量工作 的技 术人 员着力 研究 的重 要课 题 , 一 目 前 有几种 比较 成熟 的解 决方 案 。
李素江 , 王华原
( 中交天津 港航勘 察设 计研 究 院有 限公 司 , 津 3 0 5 ) 天 0 40
摘 要 : 出 了 利 用 G SP K潮 位 测 量 技 术 进 行 超 长航 道疏 浚 工 程测 量水 位控 制 的方 法 , 在 天 津 港 3 提 P P 并 0
万 t 航 道 疏 浚工 程 中得 到 了效 果 验 证 和实 际 应用 。 P P 级 G SP K采 用 的 是 后 处理 相位 差 分 技 的控制 。
1 G S R K潮位测 量 . 4 P T
R K是 基 于载波 相位测 量 的实 时差分 定位 技术 , 技术 已广泛 用于 河道/ 道 测量 中 , T 该 海 能够 在动 态情 况 下获得 c m级 的平 面 和高 程定 位结 果 。 T R K三 维水 深测 量是 利用 G S的 CI 测高 成果 , 密测 定测 深仪 换 P l级 Y 精
11 潮位 观测 .
在 疏 浚 区设立 潮位 观测 站 直接 观测 潮位 , 据传 统方 法传 递基 准 。 根 这种 方法 为传 统 常 规方 法 , 点是 观 优 测 成果 准确 可靠 。 点是作 业 复杂 困难 , 工作 量大 。 缺 且
1 . 潮位推 算 2
无验潮技术在水深测量中的运用
无验潮技术在水深测量中的运用摘要:GPS-RTK测量技术最早用在陆上地形测量,由于其具有精度高,操作便利的特性以越来越多由于水上测量。
于本文主要详细阐述无验潮水深测量即GPS-RTK在水深测量中的运用,以及传统验潮方法作对比,说明无验潮水深技术测量优越性。
关键词:无验潮GPS-RTK 测深运用概述传统水下地形测量大多使用差分GPS解决平面定位问题,采用验潮数据将测深仪采集的水深数据进行改正,归算到所需要的当地理论基面。
再通过时间将平面位置和水底标高匹配,获得测区三维数据。
近几年随着RTK的普及和水上导航测量软件的成熟,一种新型的水上测量方式得到推广,并渐渐成为日后发展的趋势,这就是无验潮水下地形测量方法。
采用GPS-RTK技术,就可以不需要潮位数据,直接获得所需要的三维数据。
1无验潮水深测量原理1.1无验潮水深测量系统组成无验潮水深测量系统主要由GPS-RTK、测深系统、水上导航采集软件三部分组成。
测深系统里面有测深仪、换能器。
1.2无验潮水深测量系统工作原理如图所示,设在某一时刻测深仪采集的水深h2加上船的动吃水h1,就是这一时刻海面到海底的深度,也就是测深仪上显示的数据。
L为GPS天线相位中心到测深仪换能器底部的长度。
这一时刻GPS-RTK可获得该点的的三维坐标数据(X,Y,h3)。
由图很容易计算出这一时刻的海底标高h=[h3-(h1+h2)-L]。
此时提取的(X,Y,h)就是该点的三维数据,也就是最终需要的数据。
式中L 是固定不变的,h1+h2是测深仪实时采集的数据,X,Y,h3是GPS实时采集的数据。
2无验潮水深测量步骤2.1测区内七参数求取求取七参数方式主要有两种。
一种是通过各地的测绘主管部门获得数据。
因为他们了解各个区域的数据资料,可以通过他们是数据计算获得该地区的转换参数;另一种方式是自行求取。
具体做法是在靠近测区的岸边选取不少于4个的控制点,一般5个。
这些控制点应该尽量选取在平坦地区,而且均匀分布在测区内。
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水准在河北黄骅海上风电场潮位自动测报站高程传递中的应用
GPS水准在河北黄骅海上风电场潮位自动测报站高程传递中的应用GPS水准在河北黄骅海上风电场潮位自动测报站高程传递中的应用摘要:随着似大地水准面的不断精化,GPS水准有可能代替繁重的几何水准工作,尤其在远距离海上高程传递的应用中能够达到一定的精度。
本文介绍了结合工程应用,采用均匀对称布设控制点,进行GPS高程拟合,并对相似点的精度分析得出所求点的精度评定。
关键词:GPS水准;GPS高程拟合;似大地水准面Abstract: with the like geoid mathematically constantly, GPS level may instead of heavy geometry level, especially in the application of long distance sea elevation transmission can achieve some degree of accuracy. This paper introduces the combined with engineering application, USES the even symmetrical layout of the control points, fitting for GPS elevation, and the precision of the similar points for analysis of the point evaluate accuracy.Keywords: GPS level; GPS elevation fitting; Like the geoid1概述黄骅海上风电场场址位于河北省沧州黄骅市以东,黄骅港以北的渤海海域,西面距离黄骅市区约60km, 距沧州市100km,离南排河港约18km。
在风电场区域离海岸约30公里处设置了一测风塔,地理位置为东经117°57.8′,北纬38°33.3′,西面距南排河镇码头约30km,南面距离黄骅港约28km,北面距天津市及南面距山东省分别约35km。
GPS PPK潮位测量技术在疏浚测量中的应用
GPS PPK潮位测量技术在疏浚测量中的应用李素江;王华原【摘要】In this paper,a method hased on the on-course tide survey technology of GPS PPK in the tide control for the extra-long navigation channel in the dredging project survey was proposed. The effect verification and the practical application were also carried out in project of the 300 000-ton navigation channel in Tianjin Port. A post processing kinematic technology was applied in the GPS PPK,the effective distance of which could be free from the restraint of the data transmission reaching a transportation distance of 50 km to 80 km. Comparing with the tide-level control technologies like hydrographie surveying without tidal observation and tidal level deduction,this method is featured with the advantages of higher accuracy,more reliability,and better verisimilitude,The wide application of this method is of considerable value in the water level control for the extra-long navigation channel.%提出了利用GPS PPK潮位测量技术进行超长航道疏浚工程测量水位控制的方法,并在天津港30万t级航道疏浚工程中得到了效果验证和实际应用.GPS PPK采用的是后处理相位差分技术,其作用距离不受数据传输的约束,可以达到50~80 km,相对于GPS RTK无验潮水深测量、潮位推算技术等远距离潮位控制方法,具有精度高、可靠、现势性好等优势,在超长航道的水位控制方面具有较高的推广价值.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】7页(P178-184)【关键词】GPS PPK;潮位测量;超长航道;水位控制【作者】李素江;王华原【作者单位】中交天津港航勘察设计研究院有限公司,天津300450;中交天津港航勘察设计研究院有限公司,天津300450【正文语种】中文【中图分类】P229.3近年来,为适应世界海运的发展潮流,中国加快了深水大港的建设步伐,先后有多条20~30万t级的深水航道投入使用。
GPS在航潮位测量中的关键技术研究
GPS在航潮位测量中的关键技术研究刘东全;董江【摘要】在传统潮位测量方法缺陷分析的基础上,提出了在航潮位测量思想.为了获得高精度的在航潮位测量成果,对利用GPS RTK/PPK技术进行潮位测量和数据处理中的关键问题进行了深入的讨论.这些关键问题主要有姿态改正、GPS高程质量控制、垂直基准转换、基于信号的在航潮位提取.在姿态改正中,详细的给出了姿态改正的计算模型;对于GPS RTK/PPK高程数据存在的异常的问题,给出了Kalman 滤波以及Heave修正的方法;为使GPS在航潮位研究实用化,对验潮中垂直基准的转换问题进行了深入的研究和讨论,最后给出了无缝垂直基准的概念和转换思想;利用信号处理理论,基于Butterworth滤波器,提取出了潮位,并将GPS潮位与潮位站潮位进行了比较,获得了理想的结果.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2009(030)003【总页数】5页(P217-221)【关键词】GPS RTK/PPK在航潮位测量;姿态改正;垂直基准转换;GPS高程质量控制;在航潮位提取【作者】刘东全;董江【作者单位】天津海事局海测大队,天津,300222;天津海事局海测大队,天津,300222【正文语种】中文【中图分类】P229在海道测量中,潮位扮演着提供瞬时垂直基准的重要作用。
作业时,获得测量船所处潮位的传统方法是利用近岸附近的验潮站观测潮位,通过潮位模型内插获得。
潮位模型基于潮位站间潮汐的变化符合某种规律,如线性变化规律,在此基础上内插测量船所在位置的潮位。
但若受泄洪、支流等因素影响,这种潮汐变化规律将被破坏,并给潮位内插带来较大的影响,即潮位模型误差。
此外,在无法架设验潮站的位置的情况下,为掌握潮位变化规律,常投放压力式验潮仪,但滑动、沉降等因素会影响潮位内插成果。
GPS技术能够在动态情况下获得厘米级的平面和高程定位精度[1-2],这为在航潮位测量提供了可能。
目前在国内,许多海道测量单位正积极尝试这种高精度、高效率的潮位测量方法,但实际研究存在着很多问题[3-4]。
基于精密单点定位技术的远程 GPS 验潮
基于精密单点定位技术的远程 GPS 验潮李圳;章传银;单瑞;路媛琦【摘要】The precise point position (PPP) technology is applied to the remote tide ob‐serving ,w hich can effectively make up the disadvantage of traditional tidal methods limited by the distance .The paper makes the single epoch PPP calculation for the observation data of single IGS based on Bernese software to discuss the feasibility of PPP applied on the tide observing .PPP tide observing can achieve centimeter level accuracy by the tide information extracted from threshold filtering method and analyzing the analysis of simulated tidal data and the inner precision demonstration of Xisha measured data .%精密单点定位(PPP )技术应用于远程海水验潮,可有效弥补传统验潮方法受距离限制等缺点。
本文将单天的IGS观测数据基于Bernese软件进行了单历元PPP解算,探讨了PPP应用于海水验潮的有效性。
并采用门限滤波方法提取潮汐信息,通过分析模拟潮位数据及西沙实测数据的内符合精度证明,PPP验潮能够达到厘米级的精度。
【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2016(041)004【总页数】6页(P53-58)【关键词】精密单点定位;精度;潮汐观测;门限滤波【作者】李圳;章传银;单瑞;路媛琦【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,青岛266510; 中国测绘科学研究院,北京100830;中国测绘科学研究院,北京100830;国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,青岛266071; 青岛海洋地质研究所,青岛266071;山东科技大学测绘科学与工程学院,青岛266510; 中国测绘科学研究院,北京100830【正文语种】中文【中图分类】P228.4沿海地区是人类进行生产生活活动最频繁的区域,然而在这一地带潮汐现象显著地影响着人们的生活,例如,沿海地区的农田排灌,围海造田,水产养殖,潮能发电,航行筑港等,与潮汐的涨落有着密切的联系,因而,潮汐十分具有研究意义[1]。
GPS潮汐测量及应用的开题报告
GPS潮汐测量及应用的开题报告1. 研究背景随着GPS技术的不断发展,GPS潮汐测量及应用逐渐成为了一个热门的研究领域。
这可以被归功于GPS技术的高精度、高可靠性和广泛应用,已经广泛用于许多领域,例如卫星导航、地形测量和地震研究等。
由于GPS技术在测量地面运动方面的优越性,在进行潮汐研究时显得更为理想,尤其是在定位性和时间性方面。
2. 研究内容本研究主要针对GPS潮汐测量及应用展开深入研究,旨在探索如下问题:(1)GPS潮汐测量技术的原理及方法;(2)GPS潮汐现象的研究及其应用;(3)GPS潮汐误差的分析及其对潮汐测量精度的影响;(4)GPS潮汐测量在海洋工程、地球物理和地图学等领域中的应用。
3. 研究意义(1)提高潮汐现象的研究水平:通过GPS技术,可以测量潮汐现象,从而可以更深入地了解潮汐现象的规律和特征,提高潮汐现象的研究水平。
(2)促进海洋工程和地球物理领域的发展:GPS潮汐测量技术的应用在海洋工程和地球物理领域中具有重要意义,能够帮助人们更好地理解海洋、地球的内部结构和变化规律,为相关领域的发展提供有益的技术支持。
(3)推动地图学可视化技术的发展:GPS潮汐测量技术可以提供更精确的地理数据和信息,促进地图学可视化技术的发展和应用,使其更好地为公众服务。
4. 研究方法本研究将采用文献综述法和实验方法相结合的方式,通过收集相关文献和实验数据,深入分析GPS潮汐测量技术的原理、方法和应用研究,并运用统计分析方法对实验结果进行处理和分析。
5. 研究预期结果(1)系统深入理解GPS潮汐测量技术的原理、方法和应用研究;(2)利用GPS技术对潮汐现象进行测量,获得真实可靠的数据;(3)对GPS潮汐误差的分析,提高测量精度;(4)探索GPS潮汐测量技术在海洋工程、地球物理和地图学等领域中的应用,为相关领域的发展提供技术支持。
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随时间的海面变化过程与深度基准连续化
平均海面 海图深度基准面
时差法:
∫ J[hB (t + Δt) − hA (t)] = [hB (t + Δt) − hA (t)]2 dt = min t
用相关分析法求时差
RAB (τ ) =
∑ hAnhB,n−τ
∑ ∑ h h 2hP (t)
2、传统潮位测量的缺陷及 GPS潮位的优点
基准传递 潮位模型 传统方法的缺陷及GPS潮位的优点
基准传递
只有在长期验潮站才能获得稳定的平均海面,长期验 潮站不可能以足够高的密度布设,而通常在测量期间 布设短期或临时验潮站,在这些验潮站上只能获得短 期平均海面,而水位控制所需的稳定海面基准必须通 过传递方法推估得到。
其测量水位的原理与机械式 水压验潮仪基本相同,即通过测 量水下压力变化获得水位变化的。 只不过其利用压力传感器代替水 压钟和U型管,又利用数字电子 技术将压力变化转换成水位变 化,从而达到水位观测的目的。
特点是安装方便,精度高, 携带方便,从观测数据到数据处 理可以自动化计算机处理,高效 率,滤波性能良好,还可以做近 距离遥控。
假定两验潮站的长期平均海面位于同一等位面上,
则有:
HOB = HOA
于是,短期验潮站B的长期平均海面在水尺零点上的 高度为:
MSLB = hOB − (H B − HOB ) = hOB − hAB − hOA + MSLA
其距中离:(高h度0B为,短记期为验正潮值站)。水尺零点在水准点下的垂直
该方法的适用条件是两站水准点之间的高差必须可 以以较高精度计算或直接观测,因此,验潮站必须 在陆地沿岸。另外,两验潮站的平均海面处于同一 等位面上,这就忽略了海面地形的影响,但在近距 离范围内,其影响可以不考虑。
超声波潮汐计验潮
z 超声波潮汐计主要由探头、声管、计 算机等部分组成。
z 基本工作原理是通过固定在水位计顶 端的声学换能器向下发射声信号,信 号遇到声管的校准孔和水面分别产生 回波,同时记录发射接收的时间差, 进而求得水面高度。
z 特点是利用声学测距原理进行非接触 式潮位测量。特点是使用方便,工作 量小,滤波性能良好,适用测量。
= xAPhA (t + yAP ) + zAP
曲线比较
hB = xhA(t + y) + z
hB(i) = xhA(i + y) + z
⎛ Δx ⎞
⎜ ⎜
Δy
⎟ ⎟
=
(FT
F)−1
F
T
L
⎜⎝Δz ⎟⎠
(hA
(i
+
y),
x
∂hA
(i + ∂y
y)
,1)
Li = hB (i) − (xhA (i + y) + z)
压力式验潮仪按照结构可以分为机械式水压验潮仪 和电子式水压验潮仪。
机械式水压验潮仪主要由水压钟、橡皮管、U型 水银管和自动记录装置组成。
其基本原理是通过测量水下或与海水相联系的水 面以上某一界面上由于海面变化引起的压力变化来测 量水位。
特点是无验潮井,坚固耐用,调整方便,成本 低,滤波性能良好。
电子式水压验潮仪主要由水 下机、水上机、电缆、数据链等 部分组成。
按照传递对象的不同,基准传递可分为: z 短期验潮站平均海面的确定 z 深度基准面传递与推估
z短期验潮站平均海面的确定
推求短期验潮站稳定(长期)平均海面的方法有三种: 水准联测法、同步改正法、线性关系最小二乘拟合法 (回归分析法)。不论采用哪种方法,其传递精度应满足 对平均海面的要求,传递误差应小于水深测量误差。
=
PB AB
hA (t
+τ AP ) +
AP AB
hB (t
−τ PB )
最小二乘曲线比较法:
以平均海面为准的水位:
hP (t)
hA (t +τ AP )
=
γ
AP
hP (t) = γ APhA (t +τ AP )
γ AP
=1+
AP AB
(γ
AB
− 1)
以任意基准的水位: hP (t) = γ APhA (t +τ AP ) + ε AP
传统潮位测量及 GPS在航潮位测量
赵建虎 jhzhao@
内容
¾ 传统潮位测量方法 ¾ 传统潮位测量的缺陷及GPS潮位的优点 ¾ GPS潮位测量 ¾ GPS潮位解算 ¾ GPS潮位试验及精度分析 ¾ GPS潮位测量中需要注意的事项
1、传统潮位测量
潮汐测量按照验潮站布设位置的不同可分为近岸 验潮和远岸验潮。 近岸验潮按照潮位测量方式的不同分为:
9水准联测法 若长期验潮站和短期验潮站的水准点均连接在国家 水准网中,或两站水准点间可直接进行水准观测, 则两站主要水准点的高差为:
hAB = H B − H A
长期验潮站长期平均海面的高程H0A可由水尺零点在 点水上准的点高下度的M高S度LhA获0A(得正:值表示)和平均海面在水尺零
HOA = H A − hOA + MSLA
动态GPS作业模式:
z GPS RTK z GPS PPK z GPS PPP
GPS 潮位测量
Simrad EM3000 (Reference Point)
PPK Antenna
Reference Point
RTK Antenna
4、 GPS潮位解算
GPS 潮位测量数据处理流程包括:
GPS高程数据滤波 姿态改正 吃水改正 高程转换 潮位获取
ΔMSLA = MSLAS − MSLAL
在短期验潮站可写出相同的距平公式:
ΔMSLB = MSLBS − MSLBL
在两站短期距平相等的假设下,求得短期站的长期平均海面(相对与本 验潮站水尺零点)的高度为:
MSLBL = MSLBS − MSLAS + MSLAL
用这种方法实施平均海面传递的可靠性取决于其假设条件的可靠性和 同步时间长度。 该法在对两站距离不太远的条件下,对验潮站的种类 没有特殊要求,可以传递沿岸和岛屿验潮站的稳定平均海面。
水尺验潮
一种类似于用水准尺量测水 位的一种验潮方式。水尺一 般固定在码头壁、岩壁、海 滩上。
水尺上面标有一定的刻度,一 般最小刻度为厘米,长度大 约3 ~ 5米,利用人工方法读 取水位。
水尺验潮具有工作简单,机 动性较强、易操作、技术含 量低、造价低的特点,常用 于临时验潮的情况。该方法 的观测精度受涌浪、观测误 差等多种因素的影响,一般 约为10-15厘米。
MSLBS = kMSLAS + MSLBL − kMSLAL
令:
MSLBL = kMSLAL + C
则短期平均海面有如下关系:
(2) (3)
MSLBS = kMSLAS + C
(4)
即两站的长期平均海面与短期平均海面有相同的线性关系,常数C的意义 是两站水尺零点偏差。剩下的问题则是对参数k和C的估计。取两站同步期 间的日平均海面序列,获得一系列形如式(4)的观测方程,在这些方程中, 因为两站的日平均海面均是具有一定误差的观测量,故可以将(4)式的关系
∑ ∑ n
L=
Li / n
1
S S i=1 i i=1 i
或在长期站和短期站调和常数已知时,以略最低潮面值为中介,即按如 下方法推估:
∑ L
=
⎡1 ⎢ ⎢⎣ n
n i =1
(HM2
+
H S2
Li + H K1
+
HO1 )i
⎤
⎥ ⎥⎦
(
H
M
2
+
H S2
+ H K1
+
HO1 )
潮位模型
建立在潮位有效作用范围内和潮位站间线形变化 前提假设基础上,根据验潮站的数据,获得测量(工 作)水域潮位实时变化的一种数学处理方法。
9 GPS潮位测量在近几年已经陆续的投入实际应用。
9 潮位站处的GPS潮位测量虽然增强了潮位观测的连续 性和可靠性,但在内插测船处潮位时,仍没有摆脱潮 位模型误差的影响;
9 虽然有少量文献阐述了在航GPS潮位测量的思想,但 数据处理不甚严密,在GPS观测时序跳变时,观测潮 位同实际潮位还存在着比较大的出入。
z 测潮杆验潮 z 水尺验潮 z 验潮井验潮 z 超声波验潮 z 压力式验潮
远岸验潮通常采用:
z 压力式验潮 z卫星测高
测潮杆 (tide pole)
最简单的临时性潮位观 测工具,又称为水尺, 由坚实的木杆做成,杆 上固定刻度尺,以人工 目测每小时的潮位高 度,观测资料较可靠, 适合短期的观测。
水位改正:单站
水位改正数/m
1.0
0.8
0.6
0.4 0.3
0.2
0.2 0.1
0.0
08:00
09:00
图.
深度基准面 10:00
时间 11:00
水位改正:分带与分区(常规)
Tide level
1.5 1
0.5 0
-0.5 -1
-1.5 0
tA1
tB1
Q2 Q1
tB2 tA2
1
2
3
4
5
6
7
Ti
RB = LB = r RA LA
因此,由同步观测时间的潮差比r可以获得短期站深度基准值:
LB = rLA
由短期站的平均海面高度获得深度基准面在水尺零点上的高度:
H LB = MSLB − LB
实践证明,深度基准面的这种传递方法精度较差,这可能是因为式的假 设与实际情况有一定偏差及理论深度基准面本身的极值意义在不同点有 所不同。因此,在有多个已知长期验潮站时通常采用深度基准值的直接 内插推估方法,如采用距离倒数加权内插法: