水下地形测量的原理与GPS测量技术
水下地形测量的GPS误差控制对策
水下地形测量的GPS误差控制对策水下地形测量是海洋科学和工程领域中的重要研究方向之一。
对于水下地形的测量和探测,通常会借助GPS技术进行定位,但是由于水下环境的复杂性,GPS误差较大。
控制GPS误差对水下地形测量至关重要。
本文将从GPS误差控制的理论基础、水下地形测量中常见的GPS误差以及相应的对策等方面展开探讨。
一、GPS误差控制的理论基础GPS(Global Positioning System)是一种通过卫星进行地理定位的系统。
其基本原理是通过卫星发射的信号,接收器接收信号的时间差来计算出位置,然后通过三维定位的方法,得出具体的坐标。
但是由于接收信号的过程中可能会受到多种因素的影响,从而产生误差,所以控制这些误差是至关重要的。
GPS误差主要包括系统误差、接收机误差和环境误差等。
系统误差是由GPS系统本身引起的误差,例如卫星轨道误差、时间精度误差等;接收机误差是指接收器本身造成的误差,如接收机的误差、时钟误差等;环境误差是由周围环境产生的误差,例如大气层折射误差、多径效应等。
要控制GPS误差,就需要综合考虑以上各种因素,并采取相应的对策。
二、水下地形测量中常见的GPS误差在实际的水下地形测量中,由于水下环境的特殊性,GPS误差常常会进一步被放大。
具体来说,水下地形测量中常见的GPS误差主要有以下几种:1. 多径效应:水下地形测量中,GPS信号在水下传播时可能会因为水面的折射和海底的反射导致多径效应的产生,从而使得接收到的信号包含多个传播路径,进而引入误差。
2. 大气层折射:水下环境使得GPS信号经过水面传播时会受到大气层折射的影响,从而引入误差。
3. 潮汐和海流影响:海洋中的潮汐和海流会影响GPS信号的传播方向和速度,使得测量结果出现偏差。
4. 深度限制:由于水下环境的限制,GPS设备在水下的使用深度受到一定的限制,因此在水下测量中可能会存在深度限制导致数据不全的情况。
以上这些因素都会对水下地形测量中的GPS定位造成一定的影响和误差,因此需要采取相应的对策来控制这些误差。
海底地形地貌调查导航定位技术要求
海底地形地貌调查导航定位技术要求是一项重要的技术工作,它涉及到海底地形地貌的调查和导航定位系统的使用。
以下是一份海底地形地貌调查导航定位技术要求的参考内容,约800字:一、技术概述海底地形地貌调查导航定位技术是用于确定海底地形地貌位置、形态、大小等信息的测量技术。
它通过使用各种导航定位设备和方法,实现对海底地形地貌的精确测量和定位。
二、设备要求1. 导航定位设备:包括GPS接收机、北斗卫星接收机、水下声呐定位仪等,用于获取海底地形地貌的地理位置信息。
2. 测量设备:包括水下摄影设备、水下激光扫描仪、水下地形测量仪等,用于获取海底地形地貌的形态、大小等信息。
3. 数据传输设备:包括数据传输线缆、无线通信设备等,用于将测量数据传输到岸上或船上进行处理和分析。
三、操作流程1. 准备工作:包括设备检查、水下环境评估、测量方案制定等。
2. 测量实施:根据测量方案,使用相应的测量设备对海底地形地貌进行测量,记录数据。
3. 数据处理:将测量数据传输到岸上或船上,进行数据处理和分析,生成海底地形地貌的三维模型或图像。
4. 质量控制:确保测量数据的准确性和可靠性,对测量过程进行质量控制。
四、技术难点与解决方案1. 水下环境复杂:海底地形地貌复杂,水下环境不稳定,容易受到水流、洋流等影响,导致测量数据不准确。
解决方案包括使用稳定的水下定位仪、加强水下环境评估、提高测量设备的稳定性等。
2. 设备易受腐蚀:海底环境潮湿、盐分高,容易导致测量设备腐蚀损坏。
解决方案包括选择耐腐蚀的测量设备、定期对设备进行维护保养、使用防腐材料等。
3. 数据传输不稳定:水下环境复杂,容易导致数据传输不稳定或中断。
解决方案包括使用高质量的数据传输设备、加强数据传输过程中的信号监测、采用多种数据传输方式等。
五、安全要求1. 遵守相关安全规定,确保人员和设备安全。
2. 穿戴专业潜水装备或船只设备,确保在水下或船上作业时的安全。
3. 定期进行安全培训和演练,提高人员安全意识。
水下地形测量技术讨论
水下地形测量技术讨论摘要:地球上的大多数都是海洋,有很好的发展前景,例如,日益增长的海上工程和船舶需求,以及内陆河流、湖泊、水库等的开发和管理,对海底地形探测要求也越来越高。
另外,在卫星导航定位、声学探测、数据通信、计算机数据处理和可视化、图像和现代数据处理技术,海底地形数据采集技术的发展趋势是:高精度、高分辨率、自主集成、综合化、规范化。
关键词:水下;地形测量;GPS引言随着科学技术进步和社会发展,水下地形测量技术在各行各业中得到广泛的应用,无论是城市防洪、河流管理、港口建设、海底勘探等,都要进行科学的测量,定位精确。
目前,我国水下地形测量技术仍有很多问题和缺陷,为了更好地制订出适应时代、社会需求的测绘技术方案,水下地形测量技术亟待进一步完善。
一、水下地形测量概述常规的水下地形测量工作分为三个部分,首先是在河道的两侧根据测深精度要求、瞬时可能出现的水位差、水位变动模式等因素,确定水位站的数量,以确保在要求控制区域内插后,水位精度要求达到要求。
其次,利用 GPS、导航软件等先进的设备对船舶进行定位,引导船舶在特定的测量区域内行驶,同时,对卫星导航软件、水深测量系统进行定期的监测。
再次,测量坐标变换成真实工程的座标,并对测量速度、水位变化及时间进行校正。
最终,一个实际的地图被绘制出来。
二、GPS在水下测量中的原理在海底测量坐标和高度,在探测器传感器的正上方安装 GPS流动站天线,这样可以更好地确保 GPS测深机和测控中心都在同一水平线上,这样,就可以更好地保证测深仪所测到的水底和测点在同一水平线上。
在进行 GPS定位的同时还需要通过 GPS来确定传感器的底座和高度,然后利用 GPS和测深仪测量水深。
另外,在进行测量时,主要获得的数据是由工业控制计算机上的数据来完成,同时,可以依据相关的软件进行导航,使测区范围的观测资料得到较好的保护。
测深软件可以将测量到的船身和航线都显示出来,方便随时调整。
三、水下地形测量技术特点水下地形图和常规的海图有很大的不同。
海底地形测量的关键技术与方法
海底地形测量的关键技术与方法海底地形测量是一项对海洋科学和海洋工程领域至关重要的任务。
准确测量海底地形的关键技术和方法无疑对于海洋研究和资源开发具有重要意义。
本文将探讨几种重要的海底地形测量技术和方法。
1.声纳测深技术声纳测深技术是最常用的海底地形测量技术之一。
它利用声纳波束在水下传播的原理来获得海底地形的信息。
测深仪通过发送声波信号,根据声波信号的往返时间来计算海底的深度。
这种技术不仅可以精确测量海底的深度,还可以获取地形特征如海底峡谷、山脉等的描述。
声纳测深技术的主要优点是非侵入性,且适用于大范围的海域。
然而,由于声波的传播速度受到多种因素的影响,如水温、盐度和压力等,因此在进行声纳测深时需要进行校正和补偿。
2.多波束测深技术多波束测深技术是声纳测深技术的一种改进方法。
该技术利用多个声波发射器和接收器,并通过计算声波波束的散射点来推断海底地形。
相比传统的单波束测深技术,多波束测深技术能够提供更加精确和详细的海底地形信息。
多波束测深技术的应用领域广泛,包括海洋测绘、海底管道敷设和海底地质研究等。
然而,在复杂的海底地形条件下,多波束测深技术的应用可能存在一定的局限性。
3.定位技术准确的位置信息对于海底地形测量也是至关重要的。
全球定位系统(GPS)和LORAN(低频无线导航系统)是两种常用的海底定位技术。
GPS通过卫星定位技术精确测量探测器的位置,从而提供准确的海底地形测量数据。
而LORAN则利用地面和海底基站之间的时间延迟来确定探测器的位置。
这些定位技术可以与声纳测深技术结合使用,以提供更加准确和可靠的海底地形数据。
4.激光扫描技术激光扫描技术是一种近年来得到广泛应用的海底地形测量技术。
这种技术利用激光束测量海底地形的高程信息。
激光扫描技术具有高精度、高分辨率和高效率的特点,可以获取精确的海底地形数据。
通过激光扫描技术,可以获取海底地形的地形线图和三维模型,为海洋研究和工程提供重要参考。
然而,激光扫描技术在应用中需要考虑光线在海水中的传播和散射问题,因此在复杂的海底环境中可能存在一定的挑战。
如何进行海洋测绘及海底地形图的制作
如何进行海洋测绘及海底地形图的制作海洋测绘及海底地形图的制作是一项复杂而重要的任务。
海洋覆盖了地球表面的大部分,但由于其深远和未知的性质,海底地形一直是一个令人着迷的领域。
本文将探讨海洋测绘的基本原理、技术和海底地形图的制作过程。
一、测量技术和设备海洋测绘的基本原理是通过测量和记录水深来确定海底地形。
为了实现这一目标,测绘人员使用了各种技术和设备,如声纳、卫星定位系统(GPS)和多波束测深仪。
声纳是测绘海底地形的最主要工具之一。
它使用声波在水中传播,并依据声波的反射来确定水深。
声纳设备通常安装在船舶上,通过发射声波信号并记录其反射时间来测量水深。
这种测量方法不仅可以获得海底地形的数据,还可以检测水下物体或障碍物。
卫星定位系统,特别是全球卫星定位系统(如GPS),在海洋测绘中也起着至关重要的作用。
通过卫星定位系统,测绘人员可以精确地确定船只的位置和航向,以及控制测量仪器的定位。
这对于海底地形图的准确制作至关重要。
二、海底地形的测量方法海洋测绘人员使用多种方法来测量海底地形,以便制作出准确的地形图。
这些方法包括单线测量、多点测量和多波束测量。
单线测量是最基本的海洋测绘方法之一。
它使用单根线缆或测深仪直接测量并记录水深。
这种方法适用于对大面积海底进行快速而粗略的测量。
多点测量是一种相对较准确的测量方法。
通过在事先确定好的位置进行多次测量,并求取平均值,以得到较精确的水深数据。
这种方法的优势在于测量的准确性,但测量范围相对较小。
多波束测量是一种较为高级的测量方法,它使用多个声纳传感器同时进行测量,并获得更多的数据。
通过对多个声波的反射进行分析,可以得到更详细和准确的海底地形图。
这种方法的优势在于可以获得高分辨率的地形数据,但设备和技术要求相对较高。
三、海底地形图的制作过程制作海底地形图的过程通常包括测量、数据处理和图像生成。
首先,测绘人员需要进行详细的海底测量,并收集大量的水深数据。
这些数据可能来自于不同的测量方法和设备。
测深仪与GPS组合在水下地形测量中的应用
852020.12|3水下地形测量3.1准备工作水下测量前,对基准站、流动站仪器进行初始化,得到固定解后开始观测。
以测回间平面坐标误差小于40m m 、大地高差小于40m m 为标准,取3次测量均值作为最终观测结果。
根据《水运工程测量规范》对测深定位点误差限值、深度误差限制进行校对(如表1所示)。
校正G P S 主机及测深仪后,将测区坐标系统转换参数输入测深仪及G P S 接收机内。
图2 测深仪与GPS天线安装位置示意图测深仪换能器保持同一轴线,R T K接收机与测深仪数据按等时间间差调整测量船航向。
由于本工程部分区域存在礁石,导致水下地方法,并及时输入水深文件中修正,确保水下测量数据准确性、业地形图软件中进行建模,剔除异常测点数据后生成水下地形图1m m范围内水深点深度比互差应小于0.4m,为校核、验证测深查线,共计检查266点,发现有4点差值超过粗差,粗差率为1.5%要求。
制:①将测深线文件导入测深仪内,及时调整测量船航向,确保持轴线统一;③船体横摇、纵倾时,对换能器瞬时高程进行多,选择风力小于4级,测量船行驶速度小于0.9m/s,浪高大于0.4m[1]何广源,吴迪军,李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息,2013(02);[2]杨玉光.关于水下地形测量中GPS-RTK技术的应用探讨[J].江西测绘,2013(03);[3]李峰.浅析水下地形测量技术[J].中国新技术新产品,2015(24)。
作者简介周尚伟(1986-),男,福建福鼎人,大学本科,工程师,现主要从事工程变形监测和86|CHINA HOUSING FACILITIES。
GPS—RTK配合测深仪进行水下测量原理及步骤
GPS—RTK配合测深仪进行水下测量原理及步骤本文就RTK测绘技术配合回声测深仪进行水下地形测量的原理、工作方法、注意事项进行介绍。
标签:GPS-RTK 回声测深仪水下测量随着水利水电工程的大量建设,众多的大型水库、特大型河流、海洋的测量任务越来越多。
传统的河流水下地形测量是在岸边通视条件良好的图根控制点上架设全站仪,用全站仪观测船体的方位,通过计算船体的平面位置,再利用静水水面高程与船体的水深来求得测量点的水下高程。
这种测量方法显然是把平面位置测量和水深测量是分开进行的,测量精度、效率都不能得到很好的保障。
1测深仪种类测深仪就是测量水深的仪器或装置。
有声学、激光、压力、电磁式测深仪,以及纲缆等机械测深装置,较常用的是回声测深仪,利用声波反射的信息测量水深的仪器。
其中有一类超声波测深儀,所使用的声波频率在2万赫以上回声测深仪的问世,使海深测量技术发生了根本性的变革。
目前已有升沉补偿测深仪、拖曳式测深仪、多波束测深仪等多种不同类型的测深仪器,这些都是由于海洋勘探的需要而发展起来的设备。
人们根据工作深度的不同,设计制造了大小不同的测深仪器。
小型测深仪的工作频率在100千赫兹左右,换能器尺寸较小,可在小艇上使用,用于测量几十米到几百米水深的海洋深度。
而大型测深仪的工作频率为数千赫兹左右,换能器尺寸较大,可测量深达10000米的世界海洋最深处的水深。
此外,还有一种双频测深仪。
所谓双频测深仪就是指能用高、低两种不同频率工作的测深仪器。
这种测深仪适用于测量沉积有稀泥的航道,它能用较低的工作频率探测较硬的真海底,或用较高的工作频率探测稀泥表面。
现在,回声测深仪的显示、记录方式也有多种不同类型。
近代测深仪除用放电或热敏纸记录器记录外,还有数字显示及存储,甚至可以和计算机结合起来而自动绘制海底地形图等多种不同方式。
2工作原理2.1回声探测设备是最早的一类水下声学仪器,这种设备得到了广泛地应用所有这样的设备都有一个共同的特点:它们都利用一组发射换能器在水下发射声波,使声波沿海水介质传播,直到碰到目标后再被反射回来,反射回来的声波被接收换能器接收。
GPS—RTK技术在桥梁工程水下地形测量中的应用
2 . 4 作 业 计 划
想要 得到更加完 整的数 据 , 就要借 助卫 星 手段和 天气 预 报来 对最佳观测 时段进 行选 择。卫 星分布 的几何 程度 越高 , 定位精度也就随之更高 。卫星的分布情 况可 以利用 相关 的软 件对观测数据进行查看 , 再根 据得到 的观测 结果 , 安排 出最 科 学合理的工作计划 。
项 目通常都使用 的是北 京 5 4坐 标 , 或者 是 当地 自己的坐标 , 这样一来 , 两者 之间就 会 出现坐标 转换 问题 。静 态 G P S测量 过程 中 , 坐标转换通常是在后 面的处理环 节 中进行 , 但是 R T K 测量大部分都是 实时 测量 , 必须 在几 小时 内就把 当地 的坐 标
3 . 2 确 定 转换 参数
测 出来 , 转换参 数的精度 和正确 性都 可能 会给 R T K测量精 度
造成很大的影 响。桥 梁工 程水 下地形 测量 中, 很 多作 业 区域 都在较小 的面积里进行 , 坐标 或者 3 个 以上 的控制点 , 要具有 WG S 一8 4地心 坐标 , 也
技 术 与 市 场
2 0 1 3 年第 2 0 卷第 5期
技 术 研 发
G P S—R T K技 术 在 桥 梁 工 程 水 下 地 形 测 量 中的 应 用
姚 爽, 周舂梅
( 长春 市 市政 工程 设计研 究院 , 吉林 长春
摘
1 3 0 0 3 3 )
要: 阐述 了G P S —R T K技 术的工作原理以及一 系列的技术要点。通过 实例进行说明 , G P S —R T K测深技术 可以有效
站电台互 相吻合 的电台频 率 , 再 观察 电 台接 收指示 灯是 否点
无验潮模式下GPS水下地形测量应用[]
无验潮模式下的GPS水下地形测量的应用[] 摘要:本文介绍了无验潮模式下gps水下地形测量的工作原理,着重分析了船体姿态对测量精度影响,归纳总结了该模式下水下地形测量的工作流程和提高测量精度的相关措施,同时结合工程实例验证了无验潮模式下的gps水下地形测量符合绘制大比例尺地形图的精度要求。
关键词:无验潮模式;gps;水下地形测量;精度分析1 引言传统的水下地形测量为了获得每一时刻的潮位,需设立验潮站以进行验潮观测,将观测的潮位资料进行内插,以作为水下地形点高程的起算面。
此方法工作量大,并且当测区超出验潮站的有效作用范围时将难以获得水下地形高程数据。
随着otf技术的日益成熟, 整周模糊度可以在很短的时间内被精确确定, 从而保证了gps 载波相位实时差分技术(rtk)能够在动态环境下获得厘米级的水平定位精度和高程定位精度[1]。
这使得在无验潮模式下采用gps-rtk进行水下地形测量成为可能。
本文通过不同水域的工程实例论证采用gps-rtk作业方式的可行性与可靠性,并且详细叙述了水下地形测量的作业步骤。
2 无验潮模式的水下地形测量原理与方法2.1 工作原理在无验潮模式下,在已知点上架设基准站,同时将gps流动站架设于换能器正上方,利用gps差分测量精确获取流动站相对基准站的相对高差,并通过该相对高差反求流动站的gps相位中心的高程,利用测量所得的gps高程以及测深数据,从而求出水底地面高程[2]。
测量原理如图1所示,图1中,已知点的正常高为,基准站天线高,流动站天线高(gps 天线相位中心到换能器的垂距),测深数据为,基准站gps天线处的大地高和正常高分别为,,流动站gps天线处的大地高和正常高分别为,,高程异常为。
由图1可知,基准站、流动站天线相位中心的正常高为:(2)式中为换能器相对于高程基准面的瞬时高程。
当基准站与流动站之间的距离不是很远 (30km以内) 时,则下式成立(3)顾及式(1)、(2),则为(4)故水底地面的高程为(5)上述测量方法摒弃了传统的潮位观测,实施操作起来简单、快捷,大大提高了工作效率。
GPS-RTK测量技术在水文测量中的应用分析
GPS-RTK测量技术在水文测量中的应用分析摘要:近年来社会经济发展速度加快,诸多项目工程出现,项目规模多数量增大,施工环境越来越复杂,在这种情况下需要加速对测量技术的研究和运用,保证工程项目施工的准确和高效。
GPS-RTK融合了GPS与RTK技术的优势,将两者融合在一起运用在水文测量中可以显著提高水文的测量精度,满足人们对水资源的测控、管理、防治,对现代水资源管理使用有突出价值。
文章通过GPS技术的使用,分析GPS、RTK技术在水文测量中使用的可行性。
关键词:水文;测量技术;应用GPS-RTK Real Time Kinematic测量技术也叫做载波相位差分技术,建立在全球定位系统的基础上,属于实时动态定位技术,能够实时准确提供测量点所在位置制定坐标系中的三维坐标,测量精度可以达到厘米级以上。
在野外作业中使用该技术,能够保证测控精度、测量效率,为人们测控水文提供精准的数据参考。
水文工程作业中,要想得到精准的测量数据,需要使用先进技术来作为测量支持,保证测绘结果的精准与可靠。
1.GPS-RTK结构与原理1.GPS-RTK系统结构组成GPS-RTK是全球定位动态测量实时技术,该技术融合全球定位、实时动态测量技术,能够对测量目标物体的三维坐标进行精准定位、实时测量。
GPS-RTK的系统组成有一定专业性,包含基准站、移动站、卫星部分、动态差分测量软件[1]。
RTK是主要的组成部分,工作原理是将一台接收机放置在基准站的位置上,另外的接收装置放置在流动站上,基准站和流动站同时接收统一时间和统一GPS卫星信号,基准站获得观测数据之后,将该数据和已知位置数据进行对比,得到GPS差分改正值,将改正值通过无线电数据链电台传输给流动站精确GPS的观测数值,得到经差分改正后的流动站比较精准的实时位置。
基准站包含接收机、天线、无线电传输设备、电子手薄;流动站的组成有接收机、天线、无线电接收点电台、天线、电子手薄等。
在组成中基准站是一个,移动站和无线电通讯电台数量不受到限制,移动站和基准站的结构数量整体上一致。
GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用
第33卷第6期2010年12月测绘与空间地理信息G E O M A T I C S&SPA T I A L I N F O R M A T I O N T E C H N O L O G YV01.33.N o.6D ec.,2010G PS—R T K技术在水下地形测量中的应用段文生1,高成东2,左春雷2(1.辽宁省测绘产品质量监督检验站。
辽宁沈阳110034;2.中冶沈勘工程技术有限公司.辽宁沈阳110016)摘要:主要介绍了应用G PS—R TK结合测深仪进行水下地形测量的基本方法、设计思路以及提高精度保证数据可靠性的注意事项。
关键词:R T K;G PS;水深测量中图分类号:1:'228.4文献标识码:B文章编号:1672—5867(2010)06—0080—02A ppl i cat i on of G PS-—-R T K i n U nder w at er T opogr aphi c Sur veyD U A N W en—s hen91,G A O C heng—do n92,Z U O C hun—l ei2(1.T he Sur v eyi ng an d M appi ng Pr odu ct Q ual i t y Su pe r v i s i ng an d I ns pec t i on St a t i on of L i aon i ng P r ovi n ce,Sheny ang110034,C h i na;2.ShenK an E ngi neer i ng&T ec hnol ogy C or por at i on,M C C,Shenyang110016,C hi na)A bs t r ac t:T hi s paper i nt r oduc es ba si c m et h od and de si g n t h ou ght of unde r w at e r t opogr aphi c su r ve y by usi ng G PS—R T K c o m bi ned w i t h dept h so und er,an d t he not es t o en s ur e t he ac cur ac y and r el iabi l i t y al s o be pr ovi d ed.K e y w or ds:R T K;G PS;ba t hym e t r i e su r ve yO引言随着科技的发展,G P S的应用范围越来越广,特别是R TK实时动态测量技术的出现给传统的测量带来革命性的变化,R T K技术以其快捷、方便的特点在工程测量、城市测量以及水下地形测量中发挥着优势。
水下地形测量的GPS误差控制对策
水下地形测量的GPS误差控制对策1. 引言1.1 背景介绍水下地形测量是一项重要的海洋科学研究领域,它对海洋生态环境的监测、海底资源的勘探等方面有着重要的应用价值。
而在水下地形测量中,GPS技术是一种广泛应用的定位方法,可以实现对水下地形的精准测量。
由于水下环境的复杂性以及GPS信号在水下传播过程中受到各种影响,导致GPS在水下地形测量中存在着一定的误差。
如何有效地控制水下地形测量中GPS误差成为当前研究的重要课题之一。
通过研究GPS误差的来源、性质以及影响因素,制定相应的误差控制对策,可以提高水下地形测量的精度和可靠性。
本文将探讨水下地形测量中GPS误差的来源及特点,介绍GPS误差控制的常见方法,重点讨论多普勒效应校正和水下超声波定位系统在误差控制中的应用,并对其他的误差控制方法进行总结和评价。
希望通过本文的研究,可以为水下地形测量中GPS误差的控制提供一定的参考和借鉴,推动水下地形测量技术的进步和发展。
1.2 研究目的研究目的在水下地形测量中,GPS误差是不可避免的问题之一,对地形测量结果的精度和准确性产生直接影响。
本文旨在探讨水下地形测量中GPS误差的存在及其对策,以提高水下地形测量的准确性。
通过深入研究GPS误差的来源和影响因素,分析不同的GPS误差控制对策,并比较它们在实际应用中的效果和适用性。
尤其关注多普勒效应校正和水下超声波定位系统这两种常见的GPS误差控制方法,并探讨它们的原理、优势和局限性。
还将介绍其他一些可行的误差控制方法,如惯性导航系统、水下信标定位等。
通过本研究,旨在为水下地形测量领域提供更加完善和可靠的GPS误差控制对策,为水下地形测量技术的发展贡献一份力量。
2. 正文2.1 水下地形测量的GPS误差水下地形测量是一项重要的海洋调查工作,其精度直接影响到海底地形的准确性和海底资源的开发利用。
由于水下环境的复杂性和GPS信号的传播特性,水下地形测量中常常会遇到GPS误差的问题。
GPS-RTK无验潮技术在水下地形测量中的应用
测的实时水面高程 H 来求取水底高程 ,水底高程 H = 2 0水面高程 H .2 3( 2h一 如图 1 h 所示 ) 。
收稿 日 :2 1—62 期 0 10—4 作者简介 :陈奇 (92 ) 男 ,汉 ,广东湛江人 ,学士 ,工程师 , 17一 , 研究方 向航运水利 工程勘测设计 。
架设 G S接收机天线。然后将测量仪与 G S等其它测量设备与笔记本电脑相连接,打开水深测量 P P 软件 ,设置好相应的连接参数。要用 R K的实时高程替代水位, T 需把流动站的 R K 接收机的对中 T 杆高度设置正确。以上 R K 接收机天线中心到换能器探头中心的距离为 J ,水面到换能器探头中 T I l 1 心的距离为 2 ,测深仪瞬时实测深度为 | 。水底高程 H = T f z 3 0 R K接收天线中心高程 片1l | ,就可 .ll .一3 }I 以利用 R K 的实时高程 ,替代水位观测 ,且其精度达厘米级 。而水尺验潮水深测量是利用水位观 T
GP . T 无验潮技 术在水 下 SR K 地形 测量 中的应用
陈 奇 ¨ 周 淑波 ’
( 东省航 运规 划设计 院 ” 广 东广 州 505 石 家庄铁路 职业技 术学院 广 100 河北石家庄 004 ) 50 1
摘要 :G SR K无验潮水下地形测量技术能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结 P —T 果,解决水位不断变化的问题 ,能够实时测 出测点处水面高程 ,并在一定范围内达到厘米级实测精
第1卷第3 0 期
石家庄铁路职业技 术学院学报
VO .0N . L 1 o 3
21年9 01 月
JU N L F HJ Z U N S I 曼 至 垒 O R A IA H A G N !T ! Q 墨 OS I I
基于GPS—RTK技术的水下地形测量
中 国
水
运
Vo1 . 13
No .9
Ch i n a Wa ter Tr ans p or t
S ep te mb er
2 013
基于 GP S — R T K技术 的水 下地形测量
刘 玉林
( 长 江 南 京航 道 工 程局 安庆 航道 工 程处 , 江 苏 南 京 2 1 0 0 0 0)
收 稿 日期 :2 0l 3 — 0 6 — 1 l
1 )架设基准站 ( 岸台) ,输入控制点坐标 。
作者简 介:刘玉林 ,安徽安庆人 ,长江南京航道工程局安庆航道工程处 ,武汉航道学校 ( 测量 专业) ,从事航道测量工作。
i .施 测 前 的 工作 准备
对 GP S信号接收 的同时, 也通过其接收 电台接收 由基 准站 电
台发 射 的信 号 ,在 这 两 种 信 号 的 基 础 上 ,通 过 软 件 进 行 差 分 计 算 ,从 而 求 出 流 动 站 坐 标 。测 量 水 深 时 ,先 由 回声 测 深 仪
于 浮球 的吃水面 内时为 0 ) ;h r o 一 已知点 的正常高 ; :一
参 考 站 GP S天 线 处 的大 地 高 ; 一 参考站 G P S天 线 处 正 常
高; 一 高程异常; : 一 流动台站 G P S天线相位中心的在地 高; :一 流动台站 G P S天线 的工作准备 ;第二步 ,水下地形
基准站 、若 干个流动站和通讯 系统三大部分组成 。观 测时 , 将一 台 GP S接 收机 安放在 已知点上进行卫星信号接收 , 并通
过 发 射 电 台将 基 准 站 采 集 的载 波 相 位 发 射 出 去 ,而 流 动 站 在
浅析GPS_RTK技术在苏州河水下地形测量中的应用
方程 ,采用卡尔曼滤波技术 ,在运动 中初始化求出整周
模糊度 。并进行实 时处理 ,求得其 三维坐标 ( x,Y,
z),精 度 可 达厘 米 级 。
保持四颗 以上相 同卫 星相位观测值 的跟踪和必要的几何
图3 风浪 对水 下地 形测 量的影 响
从() 2式可以看出 ,△s △H的大小主要取决 1、() 及 于L a的大小 。一般情况下 ,船只摇摆幅度较小 ,只 及
需将 联杆长度缩短到2 m以下 ,这两项误差影 响可完全
忽 略。
Ⅻ
三 、 苏 州河水 下地 形测 量结 果及分 析
苏 州河是上 海市 的主干河流 ,在运输 、排涝 、景
E XCHANGEOFE E I NCE 经 验 交流 XP R E
浅析G S 技术在苏州河水下地形测量中的应用 P
◆文 啸 王 丙 森 摘要:G S R K 4 P — T N 量技术在 工程测量 中应 用已较为成熟,相 比传统
测 量 方 式 ,RT N 量 的 效率 和 精度 要 高很 多 。利 用RT N 量技 术 测 量 苏 K4 K 1 州 河水 下 地 形 , 比传 统 测 量 方 式要 方便 快 速很 多 ,它 能 更 全 面 细 致得 到 高精度 的河 底 高程 信 息 。 关键 词 :GP — S RTK;水 下地 形
图形 ,则流动站可 随时给出厘米级定位结果。 水下地形测量过程中 ,船 的姿态改变会对测量造成
影响 ,主要是风浪对船 造成 的起伏 和摇摆 。姜小俊 对 这两种情 况进行 了论述 ,由于G S P 天线与测深仪换 能器
之间联杆 的长度为固定值 ,因此测深船的垂直起伏不会
RTK—GPS技术在水下地形测量中的应用
断普及水 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 R K— S T GP 无 验 潮 水 下 地 形 测 量 方 法 。本 文 结 合 实 践 经 验 ,介 绍 无 验 潮 水 下地 形测 量 方 法 应 用 ,并 通 过 与 传 统 测量 方 法 的 对 比 , 阐 述 了这 种 方 法 的 可 行 性 ,并 且 结 合 它 不仅 具 有 定 位 和 水 深 纠 正 精 度 高 ,而 且 简 单 、方 便 、快 捷 、 轻 松 、 高 效 的特 点 ,认 为 它不 失 为 一 种 先 进 的测 量 技 术 ,值 得 在 海 洋 水 下 地 形 测 量 及 航 道 水 深 测 量 乃 至 其 它 水 下 地 形 测 量 中推 广 。
须解 决定位成果 的坐标转换 问题 ,可采用系统所提供 的功 能
通 过 求 解相 应 的 转换 参 数 来 实 现 。
二 、 无 验 潮 法 水 深测 量 的 基本 原理
一
+
进 彳=参 数 转 换 】 : (
I
+ —— — — 般 进 行 四 嚣
i
鼎 舟 宴 际 情 t 确 定 的 似 雷 (可 以 足 E 点 也 可 眦 是 术 ¨点 )
图 1 基 本 原理 图
三 、 测 量 过 程 的 实 施
由于 R K 技 术 所 得 到 的各 点 位 置 是 属 于 W GS 8 T 一 4地 球
讯 系统 传送到流动站 。流动站 本身在接 收卫星数据 的同时, 也接 收基准站传送 的差分数据 。在 流动站完成初始化 后,把
接 收 到 的基 准 站 信 息 传送 到控 制器 内 ( 般 是 掌 上 电脑 ) 一 ,由
水下地形测量的GPS误差控制对策
水下地形测量的GPS误差控制对策水下地形测量是指在水下环境中,利用GPS技术对水下地形进行测量和定位。
由于水下环境复杂多变,水下地形测量的GPS误差控制成为了一个重要的问题。
本文将从水下地形测量中GPS误差的原因、影响以及对策方面进行分析和探讨。
一、水下地形测量中GPS误差的原因1. 信号传输路径受阻由于水的折射作用,GPS信号在水下传输路径受阻,导致信号传输的损失和延迟,从而影响GPS测量的精度。
2. 水下多路径效应水下环境中存在大量水下结构、岩石等物体,GPS信号在传输过程中会发生多次反射,导致多路径效应,造成信号的混叠和衰减,影响GPS定位的准确性。
3. 水下环境干扰水下环境中存在海浪、海流等干扰因素,这些因素会对GPS信号的传输和接收造成干扰,进而影响GPS测量的精度和稳定性。
1. 测量精度下降GPS误差会导致水下地形测量的精度下降,影响测量结果的准确性和可靠性。
3. 测量成本增加由于GPS误差导致测量精度下降和稳定性降低,可能需要增加测量设备和费用,从而增加测量成本和投入。
1. 优化GPS测量设备通过优化GPS测量设备的硬件和软件,提高信号的传输和接收性能,降低GPS误差的影响。
2. 加强水下环境管理加强水下环境的管理和维护工作,减少水下结构、岩石等物体对GPS信号传输的干扰,降低多路径效应的影响。
3. 开展水下地形测量前的地质勘探在进行水下地形测量前,开展地质勘探工作,了解水下地形的情况和特点,为GPS测量提供准确的参考和依据。
4. 采用多传感器融合技术采用多传感器融合技术,将GPS和其他传感器的数据进行融合和处理,提高水下地形测量的精度和稳定性。
5. 加强数据处理和分析加强对GPS测量数据的处理和分析工作,充分利用数据处理软件和算法,减小GPS误差的影响,提高水下地形测量的可靠性和准确性。
6. 强化人员培训和管理加强水下地形测量人员的培训和管理工作,提高人员的技术水平和责任意识,保障GPS测量工作的质量和稳定性。
浅谈GPS技术在水下地形测量中的应用
浅谈GPS技术在水下地形测量中的应用摘要:近年来,随着GPS载波相位差技术(RTK)的发展,GPS技术越来越成熟,在数字制图中得到了广泛的应用。
与传统方法相比,GPS水下地形测量具有速度快、精度高、节省人力、测量方便等优点。
动态GPS定位技术的优势、工作效率和经济效益显著提高。
关键词:GPS;水下地形测量;原理;应用一、GPS定位技术概述GPs即全球定位系统(Global Positioning Sys.tern)的基本原理是卫星不断地发送自己的瞬时参数和时间信息,用户接收到的信息,利用测距交会原理,计算接收机的三维坐标、速度和时间信息,从而起到定位和导航的作用。
系统提供的当前GPS定位精度优于10中,为了获得更高的定位精度,通常采用差分GPS技术:把一个GPS接收器在基准站点上观察,根据基站已知精确坐标,计算正确的基站距离卫星和基站将发送实时数据。
除了GPs观测外,用户接收机还接收基准站发送的校正数,对定位结果进行校正,从而提高定位精度。
差分GPS主要分为伪距离差分和载波相位差两大类。
后者具有较高的定位精度(可达cm级),常用于高精度测量工程和研究中。
二、GPS结合测深仪的测量原理及优点结合测深仪和GPS技术、GPS天线的探测器和测深传感器安装在相同的平面位置,布置上一艘小船,在同一时间,以确保RTK数据和测深数据同步传输到PC,探测器工作时根据基站通过电台发送正确的测量值的实时修正数本身,明白了厘米级精度平面坐标和实时传输到电脑,同时数字测深仪获得的平面位置的水深数据发送到PC,PC的观察表面高程平面位置水下点计算高程坐标,水下点的三维坐标是由RTK获得的平面坐标,然后将数据导入到数字地图软件编辑和生成所需的水下地形图。
Gps-rtk结合测深仪测量定位点坐标和高程水下地形的水库,并直接安装了GPS站天线测深仪换能器的正上方,以确保GPS点位于同一铅垂线测量过程中测量。
在测量过程中,当传感器的底坐标和仰角由GPS测量时,固定点的深度可以由测深仪来确定。
水下地形测量的原理与GPS测量技术
力划的木船在航行过程中 , 尤 其 是 在 有 风、 有 水 流 的 情 况 下, 船体摇晃 甚至测深仪都无法 收 到 反 射 回 来 的 信 号 , 而 不 能 测 出 数 据, 因此 剧烈 , 测量误差太大 , 成果不 可 靠 。 而 海 上 测 量 , 由 于 波 浪 较 大, 一般的船只 不能平稳航行 , 最好选用专业的测量 船 , 而且船载仪器可以实时记录船 体不同方向的倾斜角度 , 故即使风浪 较 大 船 体 有 适 当 摇 晃 时 , 也能通过 船体倾斜改正来得到可靠的数据 。
摘 要】 随着我国 G 水下测量技术也随之取得了相应的进步 , 而且已趋于成熟 , 基本上定型于 “ 含数据 P S 技术的不断快速发展 , G P S+ 计算机 ( 【 处理软件 ) 的测量模式 , 本文就其基本原理 、 仪器设备及工程实践中的注意事项做一简单阐述 , 并结合工程实例说明了 该 模 式 在 实 际 应 用 + 测深仪 ” 中的可靠性 。 【 关键词 】 G P S 技术 水下地形测量
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浅析水下地形测量的原理与 G P S 测量技术
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仪器参数设置 三 、 测量之前应对仪器进行 相 关 参 数 设 置 , G P S除了参考站和流动站
还要确保 流 动 站 与 P 并 的一般设置外 , D A 通 信 的 端 口 处 于 打 开 状 态, 。 测深仪需输人吃水深度 、 设置历元输出速率 , 一般为 0. 声速 以 及 选 1 S 而声波在水中的传播 择合适的量程档位等 。 吃 水 深 度 可 以 直 接 量 取 , 速度 , 随海水的温度 、 盐度 和 水 中 压 强 而 变 化。 在 海 洋 环 境 中, 这些物 / , 声速也越大 。 常温时海 水 中 的 声 速 的 典 型 值 为 1 淡 理量越大 , 5 0 0 m s / 。所 以 在 使 用 回 声 测 深 仪 之 前, 水中的声速为 1 应根据当时水 4 5 0 m s 域的物理特征对仪器声速值加以校正 。 在P 不同的数据 处 理 软 件 参 数 设 置 也 不 尽 相 同 , 但大同小 D A 中, , 、 异 。 以笔者所用的 c 软件为 例 首 先 设 置 正 确 的 测深 b G P S S HC E G P S 仪类型及二者与 P 设 置 包 括 波 特 率、 字节长度等在内 D A 的通 信 端 口 , 的通信参数 , 其 次 选 择 正 确 的 参 考 椭 球、 坐 标 系 等, 最后还有水面至 数据的记录间距等 。 一 般 而 言 , G P S 天线距离 、 1: 2 0 0比例的水下地形 测量中 , 数据记录间距 2 其他比例地形测量可以 适 当 加 大 , m 就能满足 , 但笔者建议依旧选择 2 因为地形点 越 密 集 形 成 的 等 深 线 就 越 能 真 实 m, 地反映地形状况 , 在形成等深线之后 再 按 照 一 定 的 密 度 过 滤 数 据 即 可 。 这样既可以绘制更加接 近 真 实 状 况 的 等 深 线 , 又能避免过分密集的数 据点 。
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仪器参数设置 三 、 测量之前应对仪器进行 相 关 参 数 设 置 , G P S除了参考站和流动站
还要确保 流 动 站 与 P 并 的一般设置外 , D A 通 信 的 端 口 处 于 打 开 状 态, 。 测深仪需输人吃水深度 、 设置历元输出速率 , 一般为 0. 声速 以 及 选 1 S 而声波在水中的传播 择合适的量程档位等 。 吃 水 深 度 可 以 直 接 量 取 , 速度 , 随海水的温度 、 盐度 和 水 中 压 强 而 变 化。 在 海 洋 环 境 中, 这些物 / , 声速也越大 。 常温时海 水 中 的 声 速 的 典 型 值 为 1 淡 理量越大 , 5 0 0 m s / 。所 以 在 使 用 回 声 测 深 仪 之 前, 水中的声速为 1 应根据当时水 4 5 0 m s 域的物理特征对仪器声速值加以校正 。 在P 不同的数据 处 理 软 件 参 数 设 置 也 不 尽 相 同 , 但大同小 D A 中, 、 异 。 以笔者所用的 c 首先设置正确的 G 测深 b G P S S HC E 软件为 例 , P S 仪类型及二者与 P 设 置 包 括 波 特 率、 字节长度等在内 D A 的通 信 端 口 , 的通信参数 , 其 次 选 择 正 确 的 参 考 椭 球、 坐 标 系 等, 最后还有水面至 数据的记录间距等 。 一 般 而 言 , G P S 天线距离 、 1: 2 0 0比例的水下地形 测量中 , 数据记录间距 2 其他比例地形测量可以 适 当 加 大 , m 就能满足 , 但笔者建议依旧选择 2 因为地形点 越 密 集 形 成 的 等 深 线 就 越 能 真 实 m, 地反映地形状况 , 在形成等深线之后 再 按 照 一 定 的 密 度 过 滤 数 据 即 可 。 这样既可以绘制更加接 近 真 实 状 况 的 等 深 线 , 又能避免过分密集的数 据点 。
摘 要】 随着我国 G 水下测量技术也随之取得了相应的进步 , 而且已趋于成熟 , 基本上定型于 “ 含数据 P S 技术的不断快速发展 , G P S+ 计算机 ( 【 处理软件 ) 的测量模式 , 本文就其基本原理 、 仪器设备及工程实践中的注意事项做一简单阐述 , 并结合工程实例说明了 该 模 式 在 实 际 应 用 + 测深仪 ” 中的可靠性 。 【 关键词 】 G P S 技术 水下地形测量
力划的木船在航行过程中 , 尤 其 是 在 有 风、 有 水 流 的 情 况 下, 船体摇晃 甚至测深仪都无法 收 到 反 射 回 来 的 信 号 , 而 不 能 测 出 数 据, 因此 剧烈 , 测量误差太大 , 成果不 可 靠 。 而 海 上 测 量 , 由 于 波 浪 较 大, 一般的船只 不能平稳航行 , 最好选用专业的测量 船 , 而且船载仪器可以实时记录船 体不同方向的倾斜角度 , 故即使风浪 较 大 船 体 有 适 当 摇 晃 时 , 也能通过 船体倾斜改正来得到可靠的数据 。
水下地形测量基本原理 一 、 1. G P S 定位技 术 。G P S即全球定位系统( G l o b a l P o s i t i o n i n S s - g y
, 基本原理是卫星不问断地发送自身的 星 历 参 数 和 时 间 信 息 , 用户 t e m) 利 用 测 距 后 方 交 会 原 理, 计算出接收机的三维坐 接收 到 这 些 信 息 后, 标、 运动速度和 时 间 等 信 息 , 从 而 进 行 起 到 定 位 和 导 航 的 作 用。 目 前 为了得到更 高 的 定 位 精 度 , 通常采 G P S 系统提供的定位精度优于 1 0 m, 将1台 G 根据 用差分 G P S 技术 : P S接 收 机 安 置 在 基 准 站 上 进 行 观 测, 基准站 已 知 精 密 坐 标 , 计算出基准站到卫星的距离改正数, 并由基准站 实时将这一数据发送出去 。 用户 接 收 机 在 进 行 G 也接 P S观 测 的 同 时, 收到基 准 站 发 出 的 改 正 数 , 并对其定位结果进行改正, 从而提高定位精 伪距差分和载波相位差分 , 后者的定 位 度 。 差分 G P S 主要分为 2 大类 : , 精度较高 ( 可达 厘 米 级) 通 常 用 于 高 精 度 的 测 量 工 程 和 研 究 中 。G P S 卫星发射 2 种频率的载波信号 , 即频率为 1 5 7 5. 4 2MH z的 L 1载波和频 率为 1 这 2个载波上调制有测距码、 伪随机噪 2 2 7. 6 0 HM z的 L 2载波, 声码 、 导航信息等 。G P S 接收机按接受的载波 频 率 可 分 为 单 频 和 双 频 , 单频接收机只能接收 L 双频接收机可以同时接收 L 1 载波信号 , 1、 L 2载 波信号 。 利用双频对电离 层 延 迟 的 不 一 样 , 后者可以消除电离层对电 磁波信号延迟的影响 , 而且 通 过 在 2 个 频 率 上 观 测 可 以 加 速 整 周 模 糊 度的解算 。 测深仪工作原理 。 测深仪 是 一 种 单 波 束 测 深 设 备 , 工作原理是利 2 . 用换能器在水中发出声波 , 当声波遇到障碍物而反射回换能器时 , 根据声 波往返的时间和所测水域中声波 传 播 的 速 度 , 就可以求得障碍物与换能 可 分 为 单 频 和 双 频。 单 频 测 器之间的距离 。 按照使用声 波 频 率 的 个 数 , 深仪仅用于一般的水深测量 , 双频 测 深 仪 可 以 同 时 测 量 淤 泥 表 面 深 度 和 从而获得淤泥厚度 , 故后者还可以用于淤泥土方计算 。 积岩深度 , 3. G P S R T K 技术在水下地 形 测 量 中 的 应 用 。 所 谓 水 下 地 形 测 量 , 就是利用测量仪器来确定水下地形点的三维坐标的过程 。 在 “ G P S+ 计 含 数 据 处 理 软 件) 的 测 量 模 式 中, 通过 G 算机 ( + 数 字 测 深 仪” P S的 , 即 实 时 载 波 相 位 差 分 技 术, 是实时处 R T K 功能 ( R e a l T i m e K i n e m a t i c 理两个测点载波相位观 测 量 的 差 分 方 法 ) 获得水面点的平面坐标及高 通过测深仪获得该点处的水深, 最终解算出与该点垂直对应的水下 程, 地形点的三维坐标 。
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浅析水下地形测量的原理与 G P S 测量技术
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