地形测量生产实习

地形测量生产实习（精选6篇）

地形测量生产实习 篇1

一、现状问题分析

目前1:10000地形图航空摄影测量生产中的航测内业和航测外业存在着采编分离、内外业分离、图库分离的局面, 如下面图表分析:

从上面图表中看出这些个问题无疑对整个生产环节的高效运行有一定的影响, 势必限制整个生产效率更进一步提高, 难以满足信息化测绘的生产要求。

二、从内外业生产作业结构进行分析

在基础测绘航测项目实施中, 当前常见的还是遵循常规航测作业的流程, 生产也相应按三个作业部门进行进度与质量控制的管理:航外像控和调绘、航内立体采集、航内制图入库编辑。

显而易见, 这是一个严格按测绘专业精细划分的, 自上而下流水作业。但在实际生产运行中, 发现存在一些问题。

(1) 上下工序不能严格划定界限, 互相纠结、反复

从理论上说, 上工序交接下工序时均是进行完质量检查程序的, 但由于人力所达、作业人员经验、个体专业素质差异等因素, 在实践生产中, 存在很多外业调绘与立体模型不一致, 调绘与采集不符、采集数据有问题等现象, 造成上下工序来回反复, 而且数据反复修改, 差错率提高, 还加大了总体的作业周期。

(2) 上下工序作业时间成完全等靠关系

由于是流水作业, 从外业到采集、入库, 存在下工序空等上工序, 一旦上工序滞后, 后工序时间严重压缩, 出现“闲紧两重天”情况。

(3) 立体测图到编辑环节存在重复作业

立体测图与制图编辑人员均须对照调绘片获取要素关系的处理, 只不过两者程度不一, 存在重复劳动量, 而且编图缺乏立体依据, 不可避免会造成精度损失。

(4) 不利于作业人员综合专业素质的可持续发展

各环节尤其是上工序人员, 依据设计书有关规定, 只了解掌握自身局部环节技术, 无宏观整体意识, 业务知识片面, 在理解技术要求的涵义及目标上不够充分, 因此导致上工序执行一些技术指标偏差的状况, 不仅多余做一些无意义的劳动, 而且极不利于作业人员综合专业素质的可持续发展。

从上面分析可以看出内外业之间的问题很多, 正有待逐一解决。

三、优化方案

北京吉威时代软件技术有限公司提出了“一体化航测生产”的优化方案理念中提到的基于综合判绘的数字调绘方案。对于基于综合判绘的数字调绘方案流程:

1) 外业人员先做像控;2) 内业人员做空三加密, 之后进行地物要素立体采集+DOM;3) 外业人员将初测的DLG+DOM叠加, 进行外业数字调绘和核查, 形成数字调绘成果;4) 内业人员, 基于数字调绘成果进行图库编辑。

(一) 内业在提交外业数字调绘、补测之前, 最好在Geoway EDIT软件上进行初编。

初编时首先对照正射影像图、已有地形图检查采集的要素有无漏采要素、有无关系不合理的和错放层 (类) 的。发现采集时有漏采的要素、关系不合理的, 以立体核对更正。然后将立体采集的要素与数字化采集的境界、注记等套合进行综合编辑。

依据最新版《吉林编码规定》的设定, 将图形中的地物要素分层存放, 严格按编码表给要素赋以正确的代码。同时将采集工序所测量的母线, 按图式规定的符号进行符号化处理, 以便于外业调绘时使用。

根据已有资料将控制点、地名、公路、境界等要素数据导入后编辑, 对各类线状地物及地貌均按光滑、合理和正确相交的原则进行跟踪编辑, 对编辑过程中认为有疑问的地方和无法确定性质和编码的要素, 应用宽0.3mm绿色 (RGB0/255/0) 圆线圈“○”作醒目标记, 以便外业人员实地有针对性地去数字化核实补调。

初编完成后应对图的平面精度及初编图内容进行检查, 将能在内业消除的问题处理合格后, 方可将调绘底图 (包括数字线划图及正射影像图) 提交外业调绘。

调绘底图采用初编的地形图 (不上等高线、高程点) 套合正射影像图、图廓、公里网制作成1∶10 000标准图幅, 图上水系要素和水系注记用蓝色 (RGB 0/0/255) , 其他要素、注记及图外整饰内容均用红色 (RGB 255/0/0) , 图上所有要素都要符号化挂接显示, 由内业任务承担部门准备好数字化初编调绘底图提交外业调绘任务承担部门。

(二) 内业把综合判绘的图形数据文件交给外业, 外业把数据文件拷贝到电子手簿中, 然后在其电子手簿中进行调绘。

(1) 外业调绘前应首先学习设计书GB/T 13977-92《1∶5000、1∶10 000地形图航空摄影测量外业规范》的有关要求, 以保证各地物要素调绘准确, 补绘地物存放图层地物类准确, 图式符号实时挂接显示准确, 各种注记准确无误, 对地物地貌的取舍, 以允许负载量和保持实地特征为原则。

(2) 调绘人员必须走到、看到、问清、绘准, 做到判读准确, 补绘清楚, 符号恰当, 注记无误;提交的数字调绘成果应真实、准确, 每期调绘成果应做到100%的图面自查和院级检查, 10%的院级外业实地抽查。

(3) 调绘以内业初编的地形图为基础, 重点调绘内业采集时无法采集到的隐蔽地物及做出标记的地方, 对图上已采集到的地物进行野外检查、核实定性, 依据项目设计书的要求对新增地物进行补调。

(三) 内业人员, 基于数字调绘成果进行图库编辑。

对于所用到的软件和硬件极其要求, 在本文中不作赘述, 望谅解。

结束语

我们摒弃传统纸质调绘方式, 摒弃基于原始影像的数字调绘, 优先采用基于精纠正DOM的数字调绘方式。随着内外业人员综合素质的提高, 逐渐采用综合判绘的数字调绘方式, 真正实现内外业一体化生产。

参考文献

[1]GB/T12340-2008《1:5000、1:10000地形图航空摄影测量内业规范》

[2]GB/T13977-92《1:5000、1:10000地形图航空摄影测量外业规范》

[3]吉林省测绘局编制《吉林省1:10000基础地理信息要素数据采集方案》 (第一版)

地形测量生产实习 篇2

系别：测绘工程系 专业：工程侧量专业班级：1203班 姓名：任静雷

工程测量实习，作为工程侧量专业一门基本的必修专业实践课，对我们学土木工程专业学生来说，它的重要性不言而喻。学测量不仅是获取书本的理论知识，更是培养我们的动手操作能力和对课本理论知识的深入理解总结，以及体会测量思想“从控制到碎部，从整体到局部，步步检核”等原则对工程测量的指导意义。这项技能的熟练掌握对将来走向工地有极大的帮助，毕竟国内高校给予学子实践的机会远不足以满足学生的需求，为此，我们必须在有限的机会创造最大的知识收益。当然我们还可以通过测量实习这个平台，改善我们的思维结构，培养合作精神和领导能力。

此次实习由院里统一组织，老师亲自带队指导，学生自主讨论交流操作完成定期下达的任务。李聚方教授这次担任我们的指导老师，常为我们解决实习过程中遇到的问题，并授以工作中的经验，激发我们的兴趣，使在实习过程中不再盲目。天气是一个重要影响因素，期间，有下雨和大晴天，我们都需要认真处理这些工地测量中经常遇到的气候条件变化。各周的任务在前周周五或周末安排，周末的时候检查资料，这样我们每个学生能够更好的充实自己的理论知识，检查在测量过程所出现的问题。虽然这两周艰苦而有益的工程测量实习结束了，不过在这两个星期里对我们真的是一种考验，期间有苦有累，也有甜有快乐；期间有困难有障碍，也有极大的收获以及更多的理论知识联系实践能力的提高。苦中作乐形容毫不为过。

第两周任务是高程测量.水准测量.及导线测量。高程测量简单而容易操作，方位角的确定我们采用坐标方位角，我们完成的快而顺利。导线测量由于精度要求高，要进行较繁杂的数据处理，但这些并不影响进度，用李小龙的名言是“快，准。”，没有狠字是因为对仪器必须温柔，要和仪器融为一体是测量的最高境界。任何时候都不要忘了课本知识，遇到问题可以参考课本，可以询问老师，可以与同学讨论。一系列的动作是高效完成任务的必要条件。在完成过程中借鉴课堂学习的知识，这项任务中前期我和一位组员进行高程测量配合其他组员参与导线测量，在全过程中计算各项数据，受益颇丰。

实习过程中协同问题也常发，但我们有一个共同的目标，“更快，更强”，所以最终站在一条战线上破城斩将，得以全线突破。所以只要我们五人精诚合作，相互交流切磋以及相互配合理解，一切问题都将不是问题。测量期间有时候回来很晚，食堂吃饭赶不上，只有吃泡面等；白天外页测量劳累，晚上回来处理数据。累中有甜，苦中有乐，我们每个人每天都激情满怀，完成任务收获丰硕成果。我深深体会到通过这次实际的测量实习，我学到了很多实实在在的东西，比如对实验仪器的操作更加熟练，学会了碎部的测量、导线的测量和地形图的绘制，桥控网的测量等课堂上无法学到的东西，很大程度上提高了动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。

不过也有一些经验教训：展点很重要，展点的好坏决定了测量的速度；实验仪器的整平对实验数据的误差有很大的影响；水准测量和水平角测量均需检查闭合差，超过差限一定要重新测量；绘制格网铅笔的粗细要根据规定，反复检查以减小误差，网格对地形图影响很大；小组成员的合作很重要，实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。

总之，这次测量实习我深有感悟，实习让我获益匪浅，提高了团队合作协调，集体荣誉感，吃苦耐劳，艰苦奋斗的能力，还有注意要爱护公共财产，保管仪器，这些都为日后参加工作增加了一次实际经验，打下了基础，达到了预期的目的。学会了cass，逐步精通office，auto cad，以及基于cad的cass软件。同时在进行计算时，对部分繁杂的计算我利用matlab软件编程，求解迅速且准确。特在此感谢吴老师不辞辛苦指导工作，对提出的问题的耐心解答。将来工作虽然可能不直接从事测量的工作，但是这些知识和经验基础都将服务于我将来的事业，为成为工程测量专业的杰出人才奋斗吧。

地籍测量与地形测量之比较 篇3

关键词：地籍测量,地形测量,比较

1 地籍测量的含义

地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作。其基本内容是测定土地及其附着物的位置、权属界线、类型、面积等。具体内容如下:

1)进行地籍控制测量,测设地籍基本控制点和地籍图根控制点;

2)测定行政区划界线和土地权属界线的界址点坐标;

3)测绘地籍图,测算地块和宗地的面积;

4)进行土地信息的动态监测,进行地籍变更测量,包括地籍图的修测、重测和地籍簿册的修编,以保证地籍成果资料的现势性与正确性;

5)根据土地整理、开发与规划的要求,进行有关的地籍测量工作。

像其他测量工作一样,地籍测量也遵循一般的测量原则,即先控制后碎部、从高级到低级、由整体到局部的原则。

2 地籍测量的特点

地籍测量与基础测绘和专业测量有着明显不同,其本质的不同表现在凡涉及土地及其附着物的权利的测量都可视为地籍测量,具体表现如下:

1)地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作,是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为。现阶段我国进行的地籍测量工作的根本的目的是国家为保护土地、合理利用土地及保护土地所有者和土地使用者的合法权益,为社会发展和国民经济计划提供基础资料。

2)地籍测量为土地管理提供了精确、可靠的地理参考系统。地籍测量技术不但为土地的税收和产权保护提供精确、可靠并能被法律事实接受的数据,而且借助现代先进的测绘技术为地籍提供了一个大众都能接受的具有法律意义的地理参考系统。

3)地籍测量是在地籍调查的基础上进行的。它在对完整的地籍调查资料进行全面分析的基础上,选择不同的地籍测量技术和方法。地籍测量成果根据土地管理和房地产管理或其他相关的要求提供不同形式的图、数、册等资料。

4)地籍测量具有勘验取证的法律特征。无论是产权的初始登记,还是变更登记或其他项权利登记,在对土地权利的审查、确认、处分过程中,地籍测量所做的工作就是利用测量技术手段对权属主提出的权利申请进行现场的勘查、验证,为土地权利的法律认定提供准确、可靠的物权证明材料。

5)地籍测量的技术标准必须符合土地法律的要求。地籍测量的技术标准既要符合测量的观点,又要反映土地法律的要求,它不仅表达人与地物、地貌的关系和地物与地貌之间的联系,而且同时反映和调节着人与人、人与社会之间的以土地产权为核心的各种关系。

6)地籍测量工作有非常强的现势性。由于社会发展和经济活动使土地的利用和权利经常发生变化,而土地管理要求地籍资料有非常强的现势性,因此必须对地籍测量成果进行适时更新,所以地籍测量工作比一般基础测绘工作更具有经常性的一面,且不可能人为地固定更新周期,只能及时、准确地反映实际变化情况。地籍测量工作始终贯穿于建立、变更、终止土地利用和权利关系的动态变化之中,并且是维持地籍资料现势性的主要技术之一。

7)地籍测量技术和方法是对当今测绘技术和方法的应用集成。地籍测量技术是普通测量、数字测量、摄影测量与遥感、面积测算、误差理论和平差、大地测量、空间定位技术等技术的集成式应用。根据土地管理和房地产管理对图形、数据和表册的综合要求组合不同的测绘技术和方法。

8)从事地籍测量的技术人员,不但具备丰富的测绘知识,还应具有不动产法律知识和地籍管理方面的知识。地籍测量工作从组织到实施都非常严密,它要求测绘技术人员要与地籍调查人员密切配合,细致认真地作业。

3 大比例尺地形图测绘

地形测图是在已知控制点上设站,用测量仪器及工具测定控制点周围地形特征点的平面位置和高程,并按图式规定的符号将各种地物、地貌依比例缩小描绘成地形图的工作。根据测图使用的仪器及工具的不同,地形测图的方法有:大平板仪测图、小平板仪与经纬仪联合测图、经纬仪测图、全站仪数学化测图以及航空摄影测量成图等。前3种方法为传统的测图方法,其测图原理是一样的。全站仪数字化测图是在20世纪80年代,随着全站型电子速测仪的迅猛发展,加速了研究与应用。数字化测图以及全数字航空摄影测量无论精度上还是工作效率上都优于传统的测图方法,它是当今大比例尺地形测图方法的发展方向。

4 地籍测量与地形测量的比较

4.1 要素

地籍测量重点在权属要素(包括权属界线及与之有关地物要素),对于常规地形测量所要求的高程点、等高线、管线等地貌要素无强制要求。地形测量除不表示权属界线、地籍编号等要素外,原则上对地表的所有地物、地貌均应予以表示,可以根据比例尺及用户要求对其取舍。

4.2 方法

目前的全野外数字成图手段可应用于地形测量、地籍测量。

地籍测量因对地貌、管线等要素不做要求,野外碎部采集及内业编辑成图工作量大大减少,但后续的宗地图制作、入库工作的工作量非常大,并且因为入库而对图形的拓扑关系要求很严格,体现在地籍图编辑上就要求严格的做好点、线、面的编辑与检查。

地形测量因为为全要素测量成图,野外采集与内业编辑比较繁琐。但是地形测量到编辑成图为止,基本没什么后续工作(除非建立数据库)。

因此,如果在地籍测量的基础上进行地形图的成图,首先删除地籍权属界线、注记,然后进行地形要素的补测,这一步是主要工作量所在(需补测线杆、检修井、高程点、交通附属设施等等)。

4.3 精度

地籍图的精度优于地形图。如果先测制地形图,必须兼顾地籍图精度要求;如果先进行地籍测量,在补测成地形图,已测要素的精度完全可以保证。

4.4 应用软件

目前进行的城镇地籍测量及入库工作,所用工作软件基本上为武汉中地公司的MapGIS系统,地籍测量为了后续工作的无缝衔接而均使用各自的测量成图模块,如南方CASS。这些测量成图模块均为我国的研发人员自行开发,与国外很多专业成图软件或在国外软件基础上开发的成图系统相比,在功能与实用性上差距很大。如果只是进行地形测量,在所使用软件方面可以有较大的选择空间;而如果在地籍测量的基础上进行地形成图,或者继续使用原软件,或者将原格式(MapGIS图形格式)转为其他成图软件格式。由于国产软件与国外软件的兼容性问题,在不同软件之间的数据格式转换也将增加一些工作量。

地形测量实习报告 篇4

即使在我们的实习这样精度要求不太严格的测量工作中，许多限差的单位都是以毫米，秒等小单位来进行度量的，这是测绘工作具有高精密性的直观的反映；在学校这样相对比较容易的测区进行观测，我们许多同学都感到了疲劳，更不用谈那些在情况更为负责和困难地区进行的野外观测了。正是通过对测绘工作科学性，精密性和艰苦性的直观认识，我更加体会到作为一名合格的测绘工作者应该也必须使自己具有相应的专业素质。因此，在实际测量中我们尽量作到仔细,错了就返工,决不马虎.认识到了在工程中,需要的就是细心,做事严谨,一个小数点的错误就可能影响全局,这也培养了我们做事严谨的作风，而这也是专业素质的基础。

地形测量实习是极为重要的实践性教学环节。通过这次实习，我真正的体会到了理论联系实际的重要性。但在这实习的二十多天里还是体会到了从未有过的艰辛。现在细细想来，那二十多天的经历，虽然艰苦，但却学到了很多。熟悉了全站仪的用。了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则，并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率。通过工程实践，真正学到了很多实实在在的东西，比如对测量仪器的操作、整平更加熟练，学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法做到的东西，很大程度上提高了动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。同时还有对数字化成图软件的使用感受。但软件稳定性稍有不足，成图错误较多，可能在成图时为追求速度而简化了计算过程。通过内业实习的数据整理和作图，将课堂上所讲的知识和实际应用结合到了一起，又一次感受到了理论联系实际的重要性

浅析水下地形测量技术 篇5

1.1 无线电定位测量技术

该技术大多应用于海洋测量定位工作, 将岸台用作定位参考以开展测距定位工作, 拥有比较理想的精确度, 然而其作用距离不长, 另外, 需要配置一定数量的信号接收船, 因而大多应用于近程定位领域。

1.2 光学定位测量技术

该技术通常仅适用于视线能够触及的范围的测距工作, 涉及多种光学仪器的使用, 常见的如测距仪、经纬仪以及六分仪等, 并综合运用后方、前方交会法以实现对水下地形的有效测量。光学定位测量技术不仅容易实施, 而且无需较大成本, 然而其在后方交会作业时一般要在陆地上布设3个甚至更多的测量标志, 再加上作用距离有限, 导致定位精度不理想, 另外, 测量读数难的问题也比较突出。

1.3 深度定位测量技术

在回声探测仪发明之前, 人们一般通过探测锤以及探测杆来开展水深测量工作, 自回声探测仪投入使用之后, 水下地形测量工作变得简单、高效很多, 即通过水声换能器以垂直形式发出声波, 并对水底回波予以接收和分析, 从而准确确定目标测点的水位深度。

1.4 GPS定位测量技术

GPS定位测量系统由三大部分构成, 一是控制部分, 二是空间部分, 三是用户部分。控制部分又可细分为三大部分, 分别是主控站、监控站以及注入站。主控站的核心工作是接收监控站提供的数据, 并予以相应计算, 从而实现对卫星轨道参数的有效确定;注入站的核心工作是对卫星轨道信息进行有效纠正, 并向其提供相应的控制指令[3]。GPS定位测量不仅拥有较理想的精确度, 同时还拥有较理想的可靠性, 因而在水下地形测量工作中得以广泛应用。

2 GPS定位测量技术的具体应用

某航道普查测量项目, 运用GPS定位测量技术以实现对航道各项数据的收集和计算, 主要涉及下述工作环节:

2.1 测量前准备工作

搜集和目标航道相关的最新地图, 准备好相应的工具。应安排对目标航道较熟悉的船长负责测量船的驾驶。

2.2 安装、调试及解算模式

先按规范将测深杆设置在测量船的一侧, 并将GPS接收天线有效固定在测深杆的上方。接下来, 将GPS卫星信号接收装置、数字测深仪以及笔记本电脑三者的数据线连接到一起, 并保证其正确性。对测深仪进行有效调试, 合理设定吃水深度改正数, 并通过测杆进行校对。若采用的是差分解, 则需要使用2台GPS卫星信号接收装置, 一个设为基准站, 另一个设为流动站, 将基准站和发射电台相连到一起, 并利用手提笔记本在基准站对坐标进行采集, 接下来将手提笔记本和流动站连接到一起, 流动站和基准站分别接收、发射信号, 采用差分记录模式, 精度控制为5mm±2ppm。

2.3 航道纵、横断面图测量

要求测量船始终在航道中心线上行驶, 速度控制在10km/h以内, 纵断面、横断面点之间的距离可参考实际情况进行设置, 通常纵断面要求每隔20m记录1点, 横断面要求每隔2m记录1点, 待设置完成之后计算机对数据进行自动记录, 如点位N和E的各自坐标以及水深数据。参考外业软件提供的纵、横断面图, 辅以内业软件对水深点进行系统分析, 这样能够快速且准确地获得航道最小宽度以及水深。

2.4 航道标志记录

在测量工作中, 计算机以自动方式记录各点的坐标N、E以及水深。当GPS天线靠近特殊地段 (如有高压电线) 时, 应记下点号, 并采用对应图例在计算机提供的航迹图上对正确位置进行明确标记。

2.5 内业整理

通过外业软件对数据予以处理, 包括水深编辑、水位调整、标记水深点等, 然后进行后续的内业编辑。依据航迹线上明确标识的地物位置, 借助软件自带的标尺功能测得目标航段的里程, 还可测得建筑物、航段起点之间的距离等, 然后通过作图法计算出航道拐弯部位的弯曲半径。参考外业资料, 通过内插法以获得各处所对应通航水位的上限和下限, 立足于测时水位以及水深, 便能够计算出目标航段的水深以及底宽。对相关数据进行整理, 并准确填入调查表。

2.6 测量结果验证

为检验GPS水下地形测量的质量, 可挑选出若干条航道, 将它和既有的大比例尺航道测图作对比, 结果发现, 在航段起讫点均固定的条件下, 两者的里程误差全部控制在5m~10m;通过GPS测量航段纵、横断面航道测得的水深以及宽度等和测量图纸提供的数据几乎完全相同。

结语

总之, GPS定位测量技术在水下地形测量工作中具有良好的应用优势, 可以快速、准确地计算出航道宽度、水深以及里程等一系列重要参数, 为工程实践提供了有益参考。GPS系统具有诸多优点, 包括技术先进、功能齐全、容易携带、工作效率高、稳定性良好、精确度高等, 表现出了良好的推广和应用价值。可以预见, GPS定位测量技术将会在水下地形测量工作中扮演更为重要的角色。

参考文献

[1]吕继书, 万仕平, 李玮.GPS结合测深仪水下地形测量原理与应用[J].天然气与石油, 2010 (02) :50-51.

[2]马成武, 赵红旭, 陈和权, 豆泽军.GPSRTK技术联合数字化测深仪在水下地形测量中的应用[J].东北水利水电, 2010 (07) :49-51.

[3]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) :155-156.

[4]朱昆鹏, 陈强, 赵彦, 田雨.水下地形测量方法的选用及对比研究[J].山西科技, 2012 (03) :78-79.

陵水港口水下地形测量探讨 篇6

海南省陵水县黎安港、新村港位于陵水县黎安镇、新村镇, 黎安港港域面积8 km2、新村港港内南北长4 km, 东西宽6 km, 面积24 km2。为了保障5 000 t级游轮顺利通行, 需要进行水下地形测量, 测量内容为港内1∶1 000水下地形图。测区水域宽度最大为6 km左右, 完全满足GPSRTK测量范围要求, 所以水下测量采用GPS RTK+高精度测深仪进行水下地形测量数据采集。

1水下测量基本原理及仪器设备

水下地形测量是GPS RTK的位置信息和测深仪的水深信息的一种综合测量方式。在基准站上安置一台GPS接收机, 对所有可见GPS卫星进行连续地观测, 并将其观测数据, 通过无线电传输设备, 实时地发送给用户移动站。在移动站上, GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时, 通过无线电接收设备, 接收基准站传输的观测数据, 然后根据相对定位的原理, 实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。测深仪利用换能器将电能转换成声能, 声能以回波的形式从水底返回, 并通过换能器被转换成电能, 供给电子线路进行数据计算后, 测量结果通过测深仪液晶屏显示出来。

在本次测量中, 水下测量采用设备为1230双频GPS RTK、HD3800数字测深仪。

徕卡1230双频RTK标称精度水平方向为:10 mm+1×10-6, 垂直方向为20 mm+1×10-6;可提供20 Hz到1 s间隔采样率的数据输出, 输出延迟小于0.03 s, RTK基线长度可以达到30 km。

HD3800数字测深仪测量范围为0.3～600 m, 测深精度为±10 mm+0.1%h , 分辨率:1 cm、声速调整范围:1 370～1 700 m/s , 分辨率 1 m/s。

2GPS RTK测量技术

差分GPS (DGPS) 是最近几年发展起来的一种测量方法。实时动态 (Real Time Kinematic简称RTK) 测量技术, 也称载波相位差分技术, 是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术, 它是GPS测量技术发展中的一个新突破。

实时动态 (RTK) 定位测量技术主要由卫星信号接收系统、数据传输系统和软件解算系统三部分组成。卫星信号接收系统在实时动态 (RTK) 定位测量中至少采用2台双频GPS接收机, 采样率与移动站一致。数据传输系统由基站发射装置和移动站接收装置组成。它是实现实时动态 (RTK) 定位测量的关键设备, 其稳定性依赖于传输设备的抗干扰性。软件解算系统对于保障GPSRTK测量结果的精确性和准确性起决定性作用。

3GPS RTK测量误差

水下测量的主要误差由GPS RTK测量误差、测深仪测量误差以及数据同步误差三部分组成。

GPS RTK 测量误差由GPSRTK信号的自身误差, GPS RTK信号的传输误差以及GPSRTK接收机的误差3大部分组成。①GPS RTK信号的自身误差。由于卫星轨道受地球和日、月引力场、太阳光压、潮汐等摄动力及大气阻力的影响, 而其中有的是随机影响, 而不能精密确定, 使卫星轨道产生轨道误差。②GPS RTK信号的传输误差由电离层和对流层传输延迟所造成。电离层引起码信号传播延迟, 它与沿卫星和用户接收机视线方向上的电子密度有关, 在垂直方向上延迟值在夜间平均可达3 m左右, 白天可达15 m, 在低仰角情况下分别可达9 m和45 m, 在反常时期这个值还会加大。为了削弱电离层延迟所引起的定位精度损失, 此次测量采用双频接收机观测对电离层延迟改正;对流层延迟是电磁波信号通过对流层时其传播速度不同于真空中光速所引起的效果, 分为干大气分量和湿大气分量;但对流层延迟误差为最主要的误差源。多路径误差主要反映在周围环境对卫星信号的反射和衍射。在测量过程中, 将基准站选择在空旷、无较强的信号反射、远离大功率的无线电发射源 (如电视台、微波站等) , 远离高压输电线路等区域可以基本消除多路径误差源。③GPS RTK接收机的误差。GPSRTK接收机常存在钟误差、通道间的偏差、锁相环延迟、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等。所以必须先了解仪器性能、工作特性及其可能达到的精度水平。GPSRTK测量仪器必须先进行作业前的检验以消除接受机的误差。

4测深仪测量误差

测深仪测量误差主要由水深测量误差、时间测定误差、波束角对水深的影响、船舶姿态变化对平面位置的误差及船舶吃水误差。

水深测量误差。根据测深仪的工作原理, 水深是通过声波传播的时间计算得出。其数学公式为:

${\rm H}=C{}_m+\text{Δ}t/2$

式中:cm为平均声速;Δt=TR-TT为发射与接收声波信号的时间差。

在实际水下测量中, 声速对测深精度的影响起最主要作用, 声波在不同的水温及含盐度不同的水域传播的速度是不一样的, 一般按照下列经验公式计算:

$C{}_m=1450+4.206{\rm T}-0.0366{\rm T}{}_2+1.137(C{}_s-35)$

式中:Cm为平均声速;T为水温;Cs为含盐度。

由于T、Cs的测定误差会给实际Cm确定带来影响ΔCm, ΔCm对深度的影响为:

$\text{Δ}{\rm H}=C{}_m\text{Δ}{\rm T}/2$

测深仪和RTK数据传输延迟对于水下数据测定将产生系统性的偏差, 称为时间测定误差。Leica1230能以20 Hz的频率输出位置信息, 而且其位置延迟不超过0.03 s, 由参考文献[1]航行速度在8 km/s时, 因两港湾平均水深不足10 m, 声速接近1 450 m/s, 其位置误差不超过0.07 m, 高程误差为0.01 m。不影响本次测量的精度要求。

波束角对测深的影响。测深仪波束角是决定测深仪分辨率的重要因素之一, 波束角是换能器向水底发出超声波锥体的锥角, 根据测量数据人工分析可以减少波束角对测深的影响。

船舶姿态变化对平面位置的误差。由于风浪、螺旋桨的转动及在行进过程中都会对船舶姿态产生变化, 由于当前测量技术无法达到实时跟踪测量船舶姿态变化产生的角度而引起对平面位置的误差, 在中大风浪时停止水上作业以减少因船舶姿态所产生的误差。

5水下测量实施

测量前, 收集与所测区域有关的地图, 准备必要的工具、绳索、测深锤, 检查安装、调试好测深仪, 在1～3 m水深区域进行测深锤与测深仪的检查校正。

测量过程中船按照预先设置好的以9 km/h的速度匀速航线航行, 航行, 在不同的水深区域用测深锤对测量值进行检查, 防止因温度、盐度、水深的变化影响测量精度。

水下测量中, 首先检查GPS RTK的测量精度是否满足测量要求。采用下列方法以确保GPS RTK水下地形测量的精度。

(1) 已知点成果的校核;在开始测量之前, 先校正一个坐标已知点, 在测量前及测量结束后对不同已知点进行测量, 以检核测量成果。

(2) 在不同时间、不同的参考站, 对测区的部分点进行重测, 对两次测量的同一测量点结果进行检查比较, 其平面和高程较差均需符合规范要求。

(3) 在浅滩附近, 退潮后采取全站仪对涨潮时的水下数据进行散点检查, 其平面和高程较差均需符合规范要求 (一般规定为平面和高程差值均不大于5 cm) 。

(4) 受GDOP值的影响, 合理的安排测量时间来避开GDOP值较大的时段。

6结语

GPS RTK与测深仪在水下地形测量中的优点是速度快, 精度高, 是目前进行大面积水下地形测量的首选方法。因GPS RTK测量的局限性, 对于山高、林密及水域边沿有高大建筑物等区域的测量受到较大限制。转换参数的求取及声速的设定对整个水下地形测量精度有着至关重要的作用。测量过程中应通过各种方法来检查验证GPS RTK水下地形测量的精度是否满足工程性质的需要。

参考文献

[1]林珲, 吴立新.水深测量的误差因子分析[J].海洋测绘, 2005, (2) :1-4.

[2]许其风.GPS卫星导航与精密定位[M].北京:解放军出版社, 1994.

[3]李冰浩, 白涛.GPS-RTK在水下地形测量中导航定位的应用[J].北京测绘, 2000, (3) :20-26.