水深测量中的高程精度探讨
水利工程中的水位测量技术与精度控制
水利工程中的水位测量技术与精度控制随着社会的发展和技术的进步,水利工程在城市规划与发展中起到了至关重要的作用。
水位的测量技术与精度控制成为了水利工程中不可忽视的一环。
本文将深入探讨水利工程中的水位测量技术与精度控制的相关问题。
首先,水位测量技术在水利工程中的重要性不言而喻。
水位测量是了解水体深度、控制水位以及监测水质的基本手段。
在设计水利工程时,准确测量水位的高度是确保工程安全和稳定运行的前提。
常见的水位测量技术有液位计、压力传感器、超声波、雷达等。
每种技术都有其特点和适用范围,工程师需要根据实际情况进行选择。
其次,水位测量技术的精度控制是确保测量结果准确可靠的关键。
精度控制是指对测量设备本身的误差进行补偿和校准,以及对环境因素的影响进行调整,以提高测量结果的精确度。
针对不同水位测量技术,精度控制的方法也不尽相同。
例如,对压力传感器的精度控制可以通过对其温度、湿度进行补偿来实现,而对超声波水位测量技术的精度控制则需要考虑声波传播速度随温度和湿度变化的影响。
此外,在水利工程中,水位测量技术与精度控制的重要性进一步体现在水文预报和灾害预防中。
准确测量和控制水位可以及时发现水位异常变化,预测洪水和地质灾害的发生可能,从而采取相应的应对措施,保护人民生命财产安全。
然而,水利工程中的水位测量技术与精度控制也面临一些挑战。
首先,水位测量设备的价格较高,对于一些贫困地区的水利工程来说,可能承担不起这样的费用。
其次,不同水位测量技术适用范围有限,存在一定的局限性。
例如,超声波技术在水质受污染的情况下可能会产生误差。
因此,工程师需要根据实际情况选择适合的技术,保证测量结果的准确性。
为了提高水位测量技术与精度控制的水平,我们可以采取一系列的措施。
首先,加强对技术人才的培养和引进,推动水利工程技术的创新和发展。
其次,建立完善的水位测量技术和精度控制的标准和规范,统一测量方法和测量结果的表达形式。
此外,通过加强与国内外相关领域的合作与交流,借鉴其他国家和地区的成功经验,提高水利工程中水位测量技术与精度控制的水平。
高精度水深测量的误差影响因素及控制措施
高精度水深测量的误差影响因素及控制措施摘要:水深测量是水下地形测量的重要组成部分,目前主要采用单波束测深系统、多波束测深系统和机载激光全覆盖测深技术。
单波束一次测量只能获取一个测深点,适用于中小比例尺或小区域大比例尺水下地形测量;多波束一次测量可在航行正交扇面内获得几百个测点,实现了对海底全覆盖扫测。
关键词:高精度;水深测量;影响因素;控制措施;引言水下地形测量相对于陆地测量方法,测量难度更大,其工作主要是对海底点、水库、港湾、江河、湖泊等水底进行高程和平面位置的施测,最后绘制水下地形图。
对于拦江合拢后形成的大型人工河谷水库,进行水下障碍物的测量时,选用条带式扫测系统多波束与侧扫声呐是较为有效且常用的探测方式。
1影响水深测量精度的因素1)水深测量误差。
通过测深原理可知,在水深测量作业中,对测深数据有影响的是声速和船只吃水。
测量船只通过螺旋桨转动推进,过程中势必会造成吃水变化,动吃水是系统误差和随机误差的组合。
2)测深延时效应是定位时刻与测深时刻不一致所引起的误差,后果是造成水深等深线呈锯齿状走势。
在水深测量作业中需要确定深度基准面,水位观测的精度直接影响深度基准面的确定,必须进行水位改正将水深测量的实际值转换为相对于理论深度基准面数据。
3)波浪效应对水深测量的影响。
波浪效应指测量船只受风、浪影响,引起固定在船上的换能器及全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收天线随船一起横纵摇动、上下浮动,不能使换能器法线始终垂直水面,进而影响水深测量点的平面位置和深度测量精确度。
4)换能器的姿态变化。
船舶横向摇摆引起换能器的姿态变化,使发射波束相对船只向左或向右倾斜,与垂直方向偏离产生误差。
2高精度水深测量2.1多波束扫测系统多波束探测系统因其高精度、方便快捷等优点在水下测深中得到广泛应用。
多波束探测系统设备结构单元包含测深设备、定位设备、罗经及运动传感器、声速剖面仪和辅助设备5个单元。
浅论库尾航道如何提高水深测量的精度
浅论库尾航道如何提高水深测量的精度长江重庆航道管理处—幸坤华李力水深测量是内河航道测量最基本且非常重要的作业项目。
就长江水系而言,通过水深测量所获得的水底真实地形,不仅为航道的研究与整治、港湾建设、内河航运、河流冲淤的预防、防洪防灾等提供必需的地理信息。
近年来,由于GPS技术的发展和广泛应用,水深测量的技术和方法发生了很大的改变。
在水深测量中采用动态GPS定位技术,使测深点的定位精度得到了极大的提高,实践证明,其定位精度已可满足1:2000比例尺水深测图的要求,甚至更大。
而如何提高深度测量精度已成为水上测量所关注和研究的课题。
本文将讨论提高水深测量精度的一些方法。
一、外业测量中提高测深精度的措施在外业测量中,为提高测深精度所采用的方法和措施是:1、采用测深仪测深之前,首先要把换能器垂直固定好,保证其始终位于水面之下,并精确量取其下放高度;2、实测前,按规范要求做仪器的调整工作,使灵敏度达到最佳,保证测深纸上模拟记录碳痕清晰,并使零米线、吃水线、校准线严格位于应处位置;3、做好实地比测工作。
这是保证测深精度的重要措施,要在作业前、中、后期认真用杆测比对。
方法是:选择测区水底平坦、水流缓慢且易于杆测的水域,将测杆精确测定的水深,与测深仪实测结果比较,若校差超限,则对测深仪的转速进行调整,使其校差小于规范所规定的限差;4、根据实测的测船动吃水值(静态吃水加上船只沉降和颠簸的总和),调校原设定的测深仪吃水线改正。
关于测船倾斜所造成误差的改正问题,假设按测船倾斜角为5度时计算,对20m的水深所造成的误差仅为±O.076m。
二、提高水位改正精度的方法由于江河水位是动态变化的,测深仪所测得的原始水深是对应不同水位(工作水位)的瞬时值,故在数据处理时,要通过水位改正的方法,将所测的水深归算到同一水位面,从而获得成果水深。
针对内河航道深度基准面的确定不同于海洋的特点,我们在测量工作实践中,分两种情况处理水位改正问题。
浅析水深测量的精度误差分析
浅析水深测量的精度误差分析浅析水深测量的精度误差分析摘要:随着GPS技术的迅速发展,水下测量技术取得了很大的进步,GPS技术在水下地形测量中具有实时、快捷、方便和精确的特点。
结合GPS应用于水下地形测量,对影响水深测量精度的各种误差进行定量分析,并针对性地提出消除或减弱这些误差的方法,最后对水深测量的精度作简单研究。
关键词:水下测量;精度;误差;分析中图分类号: P124 文献标识码: A引言GPS全球卫星定位系统在测量中的应用,已成为当今测绘行业的一个热点。
它突破了常规测量仪器手工的局限性, 数据全自动化采集,其精度船泊动态测量可达到厘米级。
但在实际作业中,在实际使用中,由于海洋环境复杂多变,水下GPS 定位精度不可避免的受到来自各方面的影响,影响其水深测量的误差是多方面的。
分析各环节中可能产生的误差,在实际运用时采用适当手段和措施尽量削弱或消除这些误差,对提高水深测量精度有重要意义。
1.GPS 水下地形测量原理1.1系统的组成水下地形测量系统由岸台系统、船台系统与数字化成图系统三部分组成。
其中岸台系统由GPS岸台接收机、数据发射电台、电瓶及数据发射天线组成;船台系统包括GPS船台接收机、数据接收电台、数字化测深系统、测量导航软件及电脑等设施;数字化成图系统主要为一些软件和打印设备,将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工作原理将一台GPS接收机安置在地面已知点上作为基准台,其它GPS接收机分别安放在需要确定位置的运动载体上作为流动台,基准台和流动台的GPS接受机同步跟踪视场中所有的可见卫星。
根据基准台的已知坐标即可求出定位结果的改正值(有坐标改正和距离改正),通过基准台和流动台之间的数据差分电台把改正数据实时的传送给流动台, 流动台根据实时接收到改正数据对定位结果进行改正,提高定位精度,从而得到精确的平面位置; 利用回声仪测量水深以得到水下地形高程。
原理如图1所示。
如何进行高程测量及精度提升
如何进行高程测量及精度提升高程测量是地理测量学中的一个重要分支,用于测量地表或物体在垂直方向上的高度、深度或海拔。
在城市规划、土地开发、建筑设计等领域中,高程测量的准确性对于确保工程质量和空间数据的可靠性至关重要。
本文将探讨如何进行高程测量并提升其精度,以确保数据的准确性和可靠性。
一、高程测量方法1.大地水准测量:大地水准测量是最常用的高程测量方法之一。
通过使用水准仪测量不同点之间的视线高差和水平距离,可以推导出地表的高度差。
这种方法的准确性较高,适用于较大范围的地理测量。
2.全站仪测量:全站仪是一种集观测测角、测距、测高等功能于一体的仪器。
通过精确测量仪器的仰角和水平角度,以及到目标点的距离,全站仪可以计算出目标点的高度。
这种方法适用于小范围的测量,并且具有较高的测量精度。
3.差分GPS测量:差分GPS测量是利用全球定位系统(GPS)进行高程测量的一种方法。
通过使用至少两个接收器接收卫星信号并进行差分计算,可以获得目标点相对于基准点的高度信息。
这种方法的优势是可以实现实时测量,并且可以在较大范围内进行高程测量。
二、精度提升方法1.使用更先进的测量仪器:随着技术的进步,新一代的高精度测量仪器不断问世。
使用这些新仪器可以提高测量的准确性和精度。
例如,采用高精度的全站仪或差分GPS仪器,可以消除仪器本身的误差,提高数据的可靠性。
2.选择适当的天气和环境条件:天气和环境条件对高程测量的精度也有很大的影响。
例如,风力大、气温变化大的天气条件下,测量仪器的准确性会受到影响。
因此,在选择测量时间和地点时,需要考虑天气和环境条件的稳定性,以确保数据的精度。
3.数据处理和纠正:对于高程测量数据,正确的数据处理和纠正方法也是提高精度的关键。
在数据处理过程中,需要考虑仪器常数、大地水准面等因素的影响,并进行相应的校正。
使用专业的测量软件和算法,可以更准确地处理和纠正数据,提高高程测量的精度。
4.重复测量和验证:高程测量是一个复杂而精细的过程,测量误差难以完全避免。
海洋测量中海底高程异常数据的处理与分析
海洋测量中海底高程异常数据的处理与分析摘要:我国在海洋测绘工作中常用的传统测量方法,如测深铅鱼、测深杆、六分仪和罗盘定位、测深绳等,很难完成当前的各种工作,这些测量方法效率低下而且精度太差。
利用传统的方法和仪器只能粗略地绘制海图,很难完成较高要求的探测工作。
在经历了较为漫长的发展历程后,海洋测绘当前已逐步步入信息化发展阶段,实现了测绘的智能化、自动化,极大提高了测绘结果的精确性。
在当前信息化发展时代,海洋测绘行业虽然取得了不菲的成绩,但在部分技术的使用上,还有待继续提高,测深技术以及GPS技术均需进一步加快发展步伐,同时还需要采取积极对策,对测量误差进行修正,统一测绘坐标系,建立完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式,加快建设网络化信息服务系统,并加快测绘专业人才的培养力度,最大限度的提高测绘结果的精确性,才能不断促进海洋测绘业的全面信息化发展。
关键词:海洋测量;水深测量;误差对策一、海洋测量结果误差的原因分析1、海水声速误差。
海水在不同深层声波传播速度是不同的,而测深仪的设计声速虽然可调,一旦确定只能对应一个声速。
往往通过用声速仪等测定海水各个深度层的实际声速值来改正测深仪测得的水深值。
由于影响海水声速的因素复杂,加上在测定海水声速时环境也复杂,例如,海流强弱、测船摇晃程度等,因此很难准确测定海水不同深度的声速,从而产生声速误差。
2、RTK高程的误差。
在海洋水深测量工作中,采用无验潮方式时,由于RTK高程的可靠性、船体的摇摆、同步时差、采样速率等因素,会极大地影响测量结果的精度,这些误差要比RTK定位误差高出很多,这些原因的存在,严重地制约了提高无验潮方式水深测量精度。
3、采样速率及延迟造成测量误差。
GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度,现在大多数RTK方式下GPS输出率都可以高达20HZ,而测深仪的输出速度各种品牌差别很大,数据输出的延迟也各不相同。
因此,定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。
如何进行高精度海底地形测量与测绘
如何进行高精度海底地形测量与测绘海底地形测量与测绘一直都是海洋科学研究的重要课题。
准确的海底地形数据对于海洋研究、海洋工程和资源勘探具有重要的意义。
然而,由于海底地形复杂多变、环境恶劣等因素,海底地形测量与测绘一直是一个相对困难的问题。
本文将从数据采集、仪器设备、数据处理技术等多个方面探讨如何进行高精度海底地形测量与测绘。
首先,对于海底地形的测量与测绘,数据采集是非常重要的一步。
目前常用的数据采集方法主要有声学测深、卫星测高、多波束测深等。
声学测深是目前应用最广泛的一种方法,其原理是利用声波在水中的传播速度来计算水深。
通过船载声呐发射声波信号,测量声波从发射到接收所需的时间,再通过声速和时间的关系确定海底深度。
卫星测高则是利用卫星的雷达系统测量海洋表面的高程差。
多波束测深则是结合声学方法和卫星测高的优点,通过多个声源同时发射声波,在回波中获取更多的深度信息,提高测量的精确度。
其次,测量与测绘过程中所使用的仪器设备也对结果精度有着关键影响。
在声学测深中,必须选择合适的声呐设备,其发射和接收的频率范围需要覆盖所需测量的深度范围,并具备较高的发射功率和接收灵敏度。
同时,船舶的稳定性和航线的规划也需要考虑,以确保船体的运动不会对测量结果产生干扰。
卫星测高则需要使用精确的卫星定位仪器,以获取准确的位置信息。
多波束测深则需要配备能够同时发射多个声源和接收多个回波的设备。
测量数据采集后,还需要进行数据处理才能得到准确的海底地形图。
数据处理包括数据校正、滤波处理、插值等一系列步骤。
数据校正是将采集到的原始数据与实际测量条件进行对比,进行误差校正,以修正测量结果。
滤波处理是为了去除数据中的杂波和异常值,以提高数据的质量。
插值则是根据已有的数据点,预测出其他位置的数据值,以获得更加连续和完整的地形图。
除了常用的数据处理方法外,还可以使用地震测深、激光测量等先进技术进行数据处理,进一步提高测量和测绘的精度。
在实际的海底地形测量与测绘中,还需要考虑一系列的技术挑战和困难。
影响水深测量精度的几种因素及控制方法
影响水深测量精度的几种因素及控制方法袁江涛(中交一航局第四工程有限公司第九项目经理部)摘要:利用RTK-GPS无验潮技术进行水深测量,使得水深测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效、经济,所以不失为一种先进的测量技术,已经得到了广泛的应用。
本文结合实践经验,主要介绍了无验潮水深测量过程中影响水深测量精度的几种因素及其控制方法,目的为了减少水深测量过程中的累计误差提高测量精度。
关键词:无验潮技术;水深测量;影响因素;控制方法;测深精度1引言在水下地形测量过程中,水深测量的精度是值得我们讨论的一个问题。
目前水深测量多采用的是不受潮位变化的无验潮技术,此技术虽然在工作效率及精度上相对验潮测深有了明显提高,但是在测量过程中诸多制约着水深测量精度的因素都被人为的疏漏和无视。
水深测量的精度主要由测点的测深精度和定位精度决定,其精度必须满足相应的国家标准、行业标准或特定测量项目的精度要求。
2无验潮测深工作原理港口工程测量图的图载水深都是相对于同一个深度基准面来说的,我国当前海域测深普遍采用当地理论最低潮面为深度基准面。
常规有验潮测深时,实测水深要减去基准面以上的深度(水位),即水位改正,所以常规水深测量时都要进行水位观测(验潮)。
无验潮测深技术使用RTK结合测深仪工作。
RTK通过载波相位差分技术实时动态地获取三维坐标(X,Y,H),且精度可达到厘米级。
RTK除了定位精度高能有效保证更大比例尺测图的精度外,其另一优点为测得第三维坐标(高程)的精度同样可以达到厘米级,精度完全能够满足港口水深测量的要求。
RTK定位天线中心的高程h是从深度基准面起算的高程,是通过在已知高程控制点上进行比测求得转换参数后换算的高程。
测深仪通过换能器探头加载脉冲声波信号测量出换能器至海底深度,再通过简单的数学运算即得到测量点海底高程(水深)。
RTK无验潮测深技术工作原理如图1所示,RTK天线直接安装在测深仪换能器杆顶,并保持天线中心与换能器杆在同一垂线上。
RTK三维水深测量图载水深精度分析及试验验证
RTK三维水深测量图载水深精度分析及试验验证
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3.5 陆地试验验证结论
(1)在良好的观测条件下,距离基准站小于40km时,应用RTK定位技术,双频GPS 动态测高的内符合精度能够达到±0.05m(2σ)。 (2)在良好的观测条件下,距离基准站小于40km时,应用RTK定位技术,双频GPS 动态定位平面位置的内符合精度能够达到±0.05m(2σ),完全可以满足水深测
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根据估算结果,对单波束测深:将GPS天线处坐标归位到船体坐标系原点处 的归算精度为: 将船体坐标系原点O处三维坐标归算到换能器处的归算精度为: 则: 对多波束测深:将GPS天线处坐标归位到船体坐标系原点处的归算精度为: 将船体坐标系原点O处三维坐标归算到换能器处的归算精度为:
量平面定位的精度要求。
(3)由于中午时段(12:00至14:00)可观测到GPS卫星数较少,几何精度因子 GDOP值变化剧烈,导致RTK三维定位精度降低,具体见20km处、40km处统计数据。 (4)应注意远离基准站时(如:40km处),不同时段RTK三维定位的重复精度。
(5)随着远离基准站和观测条件变差,RTK三维定位的动态初始化时间将显著延
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2 RTK三维水深测量定位及图载水深精度的理论研究成果 2.1 RTK三维定位精度估算
由于RTK三维水深测量中的测深误差是与传统水深测量的测深误差应是等精度的, 因此这里主要是研究RTK三维定位精度及其对图载水深的影响。 RTK三维水深测量中,RTK-DGPS起着为最终水深测量成果提供平面和垂直基准的重 要作用,为了评估RTK三维水深测量方法的最终成果精度,课题组首先对RTK-DGPS动 态情况下的测量精度进行了评估。 (2)估算结果: RTK动态三维定位的平面坐标精度分别为: 则其平面点位精度为: RTK高程方向定位精度:
水深测量精度的影响因素浅析
水深测量精度的影响因素浅析水深测量是以获取水下地形数据为目的的海洋测绘技术,目前主要手段是以船舶为载体,在以DGPS进行定位数据采集同时,以声纳原理进行水深数据的获取。
水深测量精度误差的影响主要体现为人的主观因素以及波浪、环境、设备以及测量方法的因素。
以下就水深测量精度的影响因素进行探讨,以供参考。
一、波浪对水深测量精度的影响波浪对测深的影响主要是指在测量过程中,造成测量船舶发生横摇、纵摇以及竖直升沉等姿态改变,使水深测量换能器不能保持竖直状态与竖向位置的相对固定,继而影响测深平面定位与测深的准确度。
基于波浪本身的特性,对测量数据中波浪的影响进行消除是件不易的事,为减少波浪效应,规范规定:“测深应在风浪较小的情况下进行。
当沿海波高超过0.6m,内河波高超过0.4m时,应停止作业。
”从测量的水深值上来看,原本平整的水底也会变成波浪形的水底。
因此波浪对水深测量的影响应注意以下问题:(1)严格按规范的要求控制好波浪的影响,当波高超限时要停止作业,即使波高不超限,但有波浪影响时,选用的测船不能太小和太轻,具体的判断标准就是测船在测量过程中要平稳。
(2)当有波浪影响的情况下受客观条件影响确需测量时,建议加装姿态仪,姿态仪能测出测船的姿态值,从而对水深值进行改正;在有条件的水域也可以用相对大吨位的船进行测量,从而保持平稳。
横摇、纵摇以及竖直升沉对水深测量精度的影响:(1)测量船舶横摇对测深工作的影响主要有:第一、是引起换能器的上浮,第二、是引起换能器发射波束偏离竖直方向。
基于换能器的工作原理,在发射与接收声波信号时,具有一定的波束开角,不同品牌设备波束开角宽度略有不同。
测量时,换能器采集波束内的最短距离作为水深值。
因此当横摇发生时,换能器的波束开角能够进行自动补偿,当横倾角度小于波束开角时,能完全消除波束偏离竖直方向所带来的误差,当横倾角度大于波束开角时,不能完全消除波束偏离竖直方向所带来的误差,但可以补偿一个波束开角宽度。
水利工程测量中SXCORS高程控制精度分析
器 。第三 , 选取没有影响卫星信号或影响较小 的水准 点作 为检 测点 。第 四 , 严 格对 中整 平仪 器 。第 五 , 测量
水库工程高程检测测量是检测山区地形 、 小 区域
( 相 对 网络覆 盖 区域 可 视 为 点 状 区 域 ) 、 单基站 、 近距 离( 1 0 k m 以内 ) 情 况下 的 C O R S高 程测 量精 度 。
高、 经济效益较低 、 影 响国民经济 、 失事后果严重等。 因此 , 水 利工 程 测量 工 作 比一般 土 建工 程显 得 更 为重 要, 无论是在勘测设计阶段 、 施工建设阶段 , 还是在运
山 西 水 利害 富 旨
技术与应用 ・ 2 0 1 5年第 8 期
水利工程测量中S X C O R S高程控制精度分析
魏 学文
( 山 西省 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 , 山西 太原 0 3 0 0 2 4 )
[ 摘要 ] 精确 的高程测量是水利X - , t g 建设的重要基础 。以守口堡水库和 坪上应 急引水 工程为例 , 通过对 不同区
式 ,经 山西省测 绘局 G P S中心 转换 为 当地 坐标成 果 ,
站 系 统 ,可 定义 为 山西 省 内一个 或 若 干个 固定 的 、 连 续运 行 的 G P S参考 站 ,综合 应 用 G N S S定 位 技术 、 计 算机技术 、 网络 通 讯 技 术 进 行 实 时差 分 改 正 、 信 息解
七, C O R S信号强劲 ,稳定保持 5 S 固定解后方 可采 集 。第 八 , 每点 观 测 2个测 回 , 每 测 回记 录 2次数 据 ,
浅谈水利工程的GPS高程测量技术
浅谈水利工程的GPS高程测量技术对于水利工程测量来说,高程测量十分重要,需要高端科学技术的支持,其中测量精度十分重要,GPS高程测量技术则有效解决了这一问题,将其用在水利工程测量中,不仅提高了测量工作效率,同时也体现出高速、精准等多方面的优势,使水利工程高层测量逐渐走向现代化、智能化、数字化、精确化。
1 GPS高程测量技术概述GPS高程测量技术简单说就是依靠GPS技术测量地面高。
经过实际的应用结果表明,这一测量技术的测量不仅效率高,而且精度高,整体效果较好。
在实际测量过程中必须遵循规定的程序,其中要重点做好数据测量、记录、分析等工作,并按照规定的步骤按部就班地进行。
第一,高程差是指大地高与正常高的差,所谓大地高就是地面点沿地球法线到球面的距离,正常高则是地面点与似大地水准面之间的距离,通常地面点的正常高是确定的。
第二,利用GPS技术进行高程测量,应该先实施高程转换,这就要先求得大地高与正常高的差值,再进行高程转换。
第三,这一测量技术依然有待发展和完善,因为其可能受到各种内外不良因素的影响,所以为了确保测量结果的精确性,就要完善这一技术。
2 GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用2.1 GPS高程测量技术在水利工程中的应用现状在实际的水利工程测量工作中,GPS高程测量技术一般用于相对测量定位,通过L1、L2载波相位来提高测量的精度,一般是凭借载波相位来测量局域差分,利用差分法来计算得出不同接收机之间的一次差,在此基础上计算出二次差,再利用计算得出的这两个差来得出待定基线的长度,再决定其中涉及到的关键技术,实际的作业方式通常要以算法模型为基准来定夺,常见的算法模型包括RTK模式、静态作业模式等,以静态作业模式最为常用,因为其测量的精度较高、适用范围较广,而且这一测量方法比较适合用于水利工程的变形测量工作中。
RTK作业模式也具有自身的优点和优势,体现在高速、实时、准确、精度高等特点,适合利用在数据信息的收集、采集或者工程的放样等程序中,而对于水利工程的测量则依然有待于深入研究和开发。
浅析如何在水运工程中提高GPS RTK高程测量精度
浅析如何在水运工程中提高GPS RTK高程测量精度摘要:本文对在一些水运工程中提供的测量控网点直接用于GPS RTK求解转换七参数使用时,无法满足测量精度要求,尤其是对高程影响更大,通过对原因分析、采用合理的控制网加密方法,提高了GPS RTK高程测量精度,满足了工程精度要求,并用一些方法对GPS RTK的高程测量精度予以验证。
关键词:GPS RTK 高程加密方法精度1前言影响GPS RTK高程测量精度的主要因素有高程异常和测量施工控制网布设不合理,如在一些水运工程中由于地形条件限制首级控制网布设位置有局限性,提供的控制网点不能保证采用GPS RTK进行高程测量的精度,高程异常我们可以通过高程拟合的方法解决,下面我们对施工控制网对GPS RTK测量精度的影响进行分析研究予以消减。
2影响精度原因分析首级控制网由业主或设计单位提供,我们都知道控制网的布设按照“总整体到局部,先控制后碎部”的原则逐级加密,一般情况下首级控制网应覆盖施工区域,我们加密只在首级网的内部逐级加密,但在一些水运工程及滩涂区域施工时由于施工区域离岸线较远,有时甚至达到10公里,控制网点都布设在护岸上,多数成直线排列,无法对施工区域形成覆盖,我们在使用GPS RTK求解WGS-84坐标与施工坐标系的转换参数时,一般采用的都是布尔沙模型,该模型采用了3个平移参数,3个旋转参数,1个尺度比共七个参数。
如图1所示:采用该模型求解转换参数时要求使用的控制网点要覆盖整个测区,且均匀的分布,尤其是高程点,但这个要求在水运工程中很难满足。
在这种情况下我们就要先看利用首级控制网已知点求解转换七参数是否能够代表整个施工区域的转换关系,盲目的采用已知控制网点求取七参数进行施工测量会导致较大偏差,尤其是高程方面,试想高程点分布在岸线上几乎在一条直线上,虽然有数个高程点,距离可达几千米,但在施测区域与岸线距离方向上的投影可能只有几十米甚至几米,而我们向前面的测程几公里,虽然高程点都进行了水准复测,但只要测量就有误差存在,这样就会将测量误差放大,随着距离的增加可能会将误差放大几十倍甚至上百倍,原理相当于采用全站仪极坐标放样时,对一个只有10m远的后视点去放1000m的位置。
影响水深测量精度的几种因素及控制方法
影响水深测量精度的几种因素及控制方法RTK-GPS无验潮技术是进行水深测量的主要技术,从而使得水深测量变得简单、轻松、方便、高效、快捷、经济等,所以这项技术已经得到了非常广泛的应用。
这篇文章结合了本人多年的实践经验,论述无验潮水深测量的过程中影响测量精度的几种因素,并且提出了相应的控制方法。
标签:RTK技术;影响因素;控制方法;测深仪1. 引言由于目前很多沿海地区或靠水经济发展十分的迅速,引发了人们对水资源探索的热情和需要,关于水下地形的测量过程当中,水深测量的精度是我们当下讨论的一个重要问题。
现在水深测量大多采用RTK无验潮技术,这种技术虽然工作效率和精准度上有了明显提高,但是想要得到十分精确地测量结果还需要控制很多不利的因素。
水深测量的精确度主要是由测量点的水深测量精度和定位精度所决定的,而这精准度必须要能够满足行业标准、国家标准和特定测量项目的精确度的一系列要求。
2. 无验潮测深工作原理现在港口工程的测量图的图载水深都是对于同一个深度基准面而言,我国一些海域测深普遍采用的是当地理论上的最低潮面为测量的深度基准面。
常规验潮测量深度时,实际测量水的深度要减去测量基准面以上的测量深度,这又叫做水位改正,所以测量水的深度时都要进行验潮过程。
无验潮测深技术由RTK结合测深仪合作工作。
而RTK是通过载波相位差分技术来获取三维的坐标X,Y和H,而且精确度可以达到厘米级别。
RTK技术不仅定位精确度高能够有效得保证更大比例尺得测图的精度以外,而且测得的第三维坐标的精确度也能够达到厘米级别,厘米级别完全能够满足港口水深测量的现实需求。
而RTK定位天线中心高程h是从水下深度基准面起算的相应高程,其通过对已知高程的控制点上进行比测来求得转换参数换算后的高程。
RTK測深仪是通过对换能器探头上加载的脉冲声波信号来测量换能器到海底得深度,再通过运用简单的数学计算来得到测量点海底的水深。
RTK技术的工作原理如下图所示,把RTK天线直接安装到测深仪换能器的杆顶上面,并且保持天线的中心和换能器杆在一条垂直线上。
水库高程测量技术要求
水库高程测量技术要求第一,精度要求。
水库高程测量精度要满足设计要求和相关测量规范的要求。
根据水库性质的不同以及工程施工的需要,可以确定不同的测量精度要求。
一般来说,对于大型水库和重要的水利工程,精度要求较高,可以要求达到毫米级或亚毫米级。
对于一般中小型水库,精度要求相对宽松一些,一般可以达到厘米级。
第二,测量方式。
水库高程测量可以采用不同的方法和技术进行,包括测水位、测高程点和测堤顶等技术。
测水位可以采用测量液压高度差、测量浮子位置、测量压力等方法;测高程点可以采用GPS、测高仪、经纬仪等测量方法;测堤顶可以采用水准仪、全站仪等测量方法。
在选择测量方式时要根据实际情况综合考虑,选择合适的技术进行测量。
第三,数据处理。
水库高程测量完成后,需要对测量数据进行处理和分析,计算出水库底部、堤顶和蓄水位等高程值。
数据处理一般包括数据传输、数据录入、数据校验、数据平差、数据挖掘等步骤,要确保数据处理的准确性和可靠性。
同时,还需要利用GIS和遥感技术对测量结果进行综合分析和展示,提供可视化的高程图和分析报告。
第四,安全考虑。
水库高程测量需要在实施过程中严格遵守安全操作规程,保证测量人员和设备的安全。
特别是在面对复杂的地形、恶劣的气候和充满危险的环境时,必须加强安全意识,采取相应的安全措施,并指定专人负责安全监控工作。
第五,质量管理。
水库高程测量需要建立完善的质量管理体系,包括组织、技术、人员和设备等方面的管理。
要对测量设备进行定期检验和校准,确保设备的正常工作和精度要求。
同时,还应建立质量检查和质量评估的机制,对测量工作过程和结果进行监督和评估。
综上所述,水库高程测量技术要求包括精度要求、测量方式、数据处理、安全考虑和质量管理等方面。
在实际测量过程中,要综合考虑这些技术要求,确保测量结果的准确性和可靠性,为水库工程的安全和运行提供有力支撑。
内河航道水深测量中提高水位改正精度的实践
内河航道水深测量中提高水位改正精度的实践在航运领域中,内河航道的水深测量一直是一个重要的领域。
水深测量的准确性对于保证内河航行的安全性和效率性至关重要。
然而,由于许多因素的影响,如水位、潮汐等等,较难实现测量的高精度和准确性。
因此,提高水位改正精度一直是内河航道水深测量中的一个重要问题。
随着技术的发展和改进,现有的高科技手段和方法可以实现更高质量和高精度的测量。
我们将在以下几个方面介绍如何提高水位改正精度:第一步:测量场地的选择首先要考虑测量场地的选取,因为不同的区域所涉及的水位变化和水质情况都是不同的。
选取场地时,建议搭建一个相对平坦的平台,并要求地面硬度一致,以减少因不同地面产生的干扰,从而提高精度。
第二步:测量方法的选择在考虑测量方法时,要根据测量场地的实际情况进行选择。
建议选择先进的水深测量设备,如多波束测量、声学测量等等。
同时,应采取多种方法进行比较,以确定最佳测量结果。
第三步:水位改正公式的采用采用不同的水位改正公式也会影响水深测量的精度。
建议选择准确性高、适用性强的水位改正公式,如深度平均水位法、优化潮位法等等。
同时,我们也需要了解并掌握规范的水位改正公式,以避免错误的使用。
第四步:数据处理的注意事项在数据处理过程中,我们也需要注意一些因素,以提高数据精度和准确性。
例如,要确保水深数据与水位数据的时间同步,同时考虑水体密度等因素的影响。
在进行数据处理和计算时,我们还需要依靠多种手段进行比较和检查,以避免错误和漏洞。
在实践中,我们还需要不断进行技术创新和改进,以适应内河航道不同区域的实际需要。
例如,通过数据模拟和仿真分析,优化计算模型和算法,加强数据的可视化和分析。
相信在不断的努力和实践中,我们一定能够实现更高质量、高精度的内河航道水深测量工作。
珠江流域某河道水深测量及精度分析研究
珠江流域某河道水深测量及精度分析研究作者:马海伟来源:《科技资讯》2019年第20期摘; 要:该文结合笔者参与的珠江流域某河道水深测量的工程案例,探讨了影响多波束水深测量精度的几个因素,包括定位精度,定位时延、横摇、纵摇、艏摇,系统测深精度,各设备间的距离精度,声速测量,验潮精度,数据覆盖密度,数据处理剔除噪声等,并结合工程案例重点探讨了横摇、纵摇、艏摇对测深精度的影响,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词:水深测量; 多波束; 精度; 影响因素中图分类号:TV698.1 ; ;文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)07(b)-0025-03多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统,是高精度导航定位技术、高性能计算机技术、数字化传感器技术、高分辨显示技术、现代信号处理技术及其他相关高新技术等技术高度集成的系统,自问世以来就一直以结构复杂、技术含量高和系统庞大著称。
与单波束回声测深仪相比,多波束测深系统具有测量范围大、测量速度快、精度和效率高的优点,它把测深技术从点、线扩展到面,并进一步发展到立体测深和高精度成果图绘制,特别适合进行大面积的海底地形探测。
目前,多波束测深系统已经向集成化与模块化方向发展,数据处理也实现了软件自动化处理,随着珠江流域水利水电建设测绘技术的发展,笔者单位引进成套的多波束测深系统,主要设备包括:Sonic2022声呐系统、GPS罗经、姿态仪、声速剖面仪等;主要软件包括:R2Sonic 声呐控制软件、QINSy数据采集软件、CARIS数据处理软件等,在许多工程中发挥出了巨大的作用。
现以珠江流域某河段多波束测深系统测量为例,分析影响测量精度的因素,采取提高测量精度的措施。
1; 多波束系统工作原理多波束测深系统是组合设备系统,GPS罗经可以进行瞬时定位,姿态仪可以确定瞬时姿态参数,声呐探头可以探测瞬时水深,将这些设备测量的数据进行整合计算并加以改正,便可得出准确的水深数据。
工程测绘RTK在水利工程测量高程精度浅析
工程测绘RTK在水利工程测量高程精度浅析摘要:工程测绘RTK技术在水利工程技术领域的引入运用,有效改善了我国水利工程施工作业技术领域的测量工作技术水平,本文针对工程测绘RTK在水利工程测量高程精度问题,展开了简要阐释。
关键词:工程测绘;RTK;水利工程测量;高程精度载波相位差分技术(RTK)具备实时化、高效化以及动态化的技术应用特征,并因此在现代工业生产事业的发展推进过程中获得了极其广泛的应用空间,这一技术在与全球地位技术系统(GPS)结合应用的技术背景之下,给我国地质、矿产开采以及水利工程事业的建设和发展创造了充足的技术保障条件,本文将针对工程测绘RTK技术在水利工程项目测量过程中的高程精度控制问题展开简要论述。
一、本文研究问题的引入背景全球定位技术系统(GPS)在现代工程测绘技术形态发展事业领域的有效运用,深刻改变了我国传统工程测绘技术活动的开展路径,引致了我国现代工程测绘应用技术项目体系的深度变革。
将这一技术形态引入我国现代工程测绘工作的过程中,本身具备技术操作步骤简便、空间位置定位确定精度高以及在设备应用过程中,不易遭受天气环境条件变化和通视技术条件状态不良影响等技术优势,因而也使得这一技术类型得到了我国现代工程测绘技术领域的广泛青睐以及大规模的引入运用,这给这一技术的发展成熟创造了充足且宽松的实务助力条件。
近年来,随着载波相位差分技术的引入运用,使得建构在GPS定位技术背景之上的GPS-RTK实时性空间定位测量技术逐步获取了较为充分的应用发展空间,从技术属性角度分析,这种由GPS技术同TTK技术结合形成的实时性空间定位测量技术,本身具备技术应用操作过程简洁直观,空间定位行为精确性水平高,测量过程的实时化程度和自动化程度较高等技术特点,而这些特点也直接保证了这一技术在实际的应用过程中产生了如下所述的技术性应用优势:第一,能够对实际测量空间位置的定位精确度水平进行动态实时掌握,设备在技术操作层次具备充分的便捷性。
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水深测量中的高程精度探讨
随着设计方法的进步,施工技术的提高,对水深测量的精度要求越来越高。
本文主要介绍了验潮方式和无验潮方式测量水深的高程精度控制方法及实用范围。
标签:RTK 测深仪高程精度
1 概述
高精度的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。
这几年来RTK在工程放样、地形测图,各种控制测量已经得到了广泛的应用,在水深测量中也得到越来越广泛的推广。
测深仪是利用回声探测原理根据声波的传输速度和时间计算水深。
RTK和测深仪的出现彻底取代了传统的交会定位、测深杆测水深的测量方式,大大减少了测量人员的劳动强度。
它的自动化程度高,精度高,受天气影响因素小,极大的提高了工作效益。
RTK和测深仪测水深主要有无验潮和验潮两种测量方式。
下面将分别介绍这两种测量方式的测量原理及高程精度控制。
2 验潮方式和无验潮方式测量原理
如图所示,hr为RTK接收机高程,h为水面到RTK接收机的高度(杆高),Z0为测深头到水面高度(吃水),Z为测深头到水底高度,hs为水面高程(水位)。
Zm位水底高程。
则:
验潮:Zm=hs-(Z0+Z)(1)
无验潮:Zm=hr-h-(Z0+Z)(2)
根据上述公式:要控制水深测量的精度就要控制RTK接收机高程hr,水位hs,测量深度Z的精度。
吃水Z0和杆高h是定值,只要设置准确即可。
3 验潮方式和无验潮方式测量精度分析
3.1 验潮方式测量方法根据公式(1),要控制Zm精度,就要控制水位hs、测量水深(Z0+Z)的精度。
水位hs即水面高程,应该是测量点的实时水面高程。
由于收外界环境的影响,水面的高程是时刻变化的,而且无规律。
要想精确测定每一点的高程是不可能的。
但很多因素对水位影响很小,可以忽略不计。
经分析,主要是波浪、潮汐、水流流速等因素对水位影响较大。
波浪是由于起风、气压变化或水流的撞击造成水面上下起伏,这就使得hs忽大忽小,而且这种变化毫无规律。
这时要控制Zm的精度就应当增加验潮站观测次数,如果这时水位变化超过测量限差就应当停止测量,选择风浪较小的时段再测量。
潮汐是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,这个运动也是水面上下起伏,不过这种起伏周期较长,变化有一定的规律,这时只有增加验潮站观测次数,水深后处理时,分时段改正,就能保证水位的测量精度。
水流流速是指水流质点在单位时间内所通过的距离。
水要流动,就得有高差,这就使得河流上下游水位不一样。
水流得快,上下高差就大,hs变化也随之增大,反之则小。
但这种变化一般是均匀的。
这时要保证水位测量精度就要在河流上下游多增设验潮站数量,水深后处理时,分段该正。
测深仪测量水深(Z0+Z)的精度主要受测深仪的影响。
要想测深数据可靠,就要正确安置测深杆的位置,准确设置好测深仪的声速,增溢,吃水Z,发射功率等。
并且要经常用测深杆测量水深和测深仪测的水深比较,如果超过限差,要及时找到原因,排除故障。
3.2 无验潮方式测量方法根据公式(2),要控制Zm精度,就要控制RTK 高程hr、测量水深(Z0+Z)的精度。
RTK高程hr:虽然目前RTK平面精度很高,以达到2cm的精度,但由于高程异常的区域性,高程转换模型还不够完善,高程精度一直没得到很好的解决。
目前RTK坐标转换方法主要有七参数的三维坐标转换法和平面坐标由相似变换、高程由拟合得到的三维分离法。
七参数法可以同时得到某个点的平面坐标和高程,一般能控制10公里的测量范围,但要求至少四个已知控制点且均匀分布在测区内,还要先在控制点上做静态GPS,得到控制点的WGS84坐标,才能求解七参数。
费时费力,在水上测量上用得很少。
三维分离法是通过两种不通的转换分别得到某一点的平面坐标和高程信息。
一般能控制3到4公里的测量范围,无需做静态GPS,只要求两个已知控制点就可以求转换参数。
但这样的转换参数精度较低,尤其是高程精度。
遇到高程异常比较大的地区,这样的参数只能控制2公里的测量范围。
若超过控制范围,要重新找离测区近的高程点校核,才能保证RTK的高程测量精度。
水面到RTK接收机的高度h为定值,只有测量无误,在软件内设置准确即口。
测深仪测量水深(Z0+Z)的精度影响因素同无验潮方式测深仪测量水深。
4 结论
通过对以上两种测量方式的高程精度影响因素的分析、比较和平时测量经验总结得出:
4.1 验潮方式测量水深适合水面相对平静的水域。
如风浪比较小的水库、湖泊、内河航道。
对于流速比较大的测区,可增加验潮站数量和观测次数,这样才能保证测量水深准确。
4.2 无验潮方式测量水深于水位变化无关,受外界影响因素较小。
而且省去了设立验潮站的工作,受到越来越广泛的推广。
但由于RTK高程精度的限制,只能选择在高程点附近测量。
如果测区离高程控制点比较远了。
要及时用高程点进行重新校核。
对于是选用无验潮方式测量还是验潮方式测量,应根据测区的范围、气候情况、水位变化情况和控制点分布情况,综合考虑,才能在保证水深测量精度的前提下,提高工作效率。
参考文献:
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[4]中海达测量技术有限公司.HD27测深仪使用手册.。