全自动数字水下地形测量系统在工程水文勘测中的应用分析

全自动数字水下地形测量系统在工程水文勘测中的应用分析摘要：目前卫星定位系统日益发达，实时动态载波相位差分技术RTK也被广发应用，伴随着计算机技术的飞速发展，目前的平面定位技术正在向高精确度，全自动化，以及数字化、实时化发展，同时由于测深技术也向数字和自动化演变，就为水下的地形测量工作打下了自动化、数字化的基础。日益成为水文勘测技术的主要先进手段。本文将系统的阐述水下测量地形的全自动数字技术的组成、原理和方法进行说明，结合实际对测量的精准度和误差原因进行分析。关键词：GPSRTK；数字测深仪；水文勘测；水下测量地形Abstract:atpresent,thesatellitepositioningsystemisdeveloped,andthereal-timedynamiccarrierphasedifferenceRTKtechnologyisalsowidehairnegotiableapplication,withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,thecurrentplanepositioningtechnologyistohighaccuracy,fullautomatic,digitalandreal-timeandthedevelopment,atthesametimeassoundingtechnologyisalsotodigitalandautomationevolution,thetopographymeasurementforunderwaterworkhaslaidthefoundationoftheautomaticanddigital.Increasinglybecomethemainhydrologicexplorationtechnologyadvancedmeans.Thispapersystematicallyexpoundstheterrainoftheunderwatersurveyautomaticdigitaltechnologycomponent,theprincipleandmethodtogiveexplanation,andcombiningwithactualonthemeasurementaccuracyanderroranalysis.Keywords:GPSRTK;Digitaldepth-measuringapparatus;Hydrologicexploration;Underwatertopographymeasurement中图分类号：TU198+.1文献标识码：A文章编号：为完成一些规划或者设计以及施工的基础性资料，需要进行必要的工程水文勘测，而工程水文勘测的主要内容包括水下的地形测绘，测量横断面和观测水文的要素等。其中水下的测量地形属于地形测量的一个分支，谁对某些水体，比如河流，水库甚至湖泊、海洋等水下床面的起伏情况进行测量，然后通过多次测量结果的对比，来确定水底的淤积等情况。这种测量的传统做法是首先在已知点设置一个经纬仪，然后测量目标船的方位和观测站到船的水平长度距离，以此来确定目标船的平面位置，然后通过静水面的水位和目标船处水深，然后求取水下床面点的高程，这里注意平面的定位和水深的测量则是相对分离的。现在随着全球定位GPS的发展和完善，出现了RTK技术，再加上计算机技术以及电子科技的高速发展，平面技术也在向高精度和自动化以及数字化、实时化发展，能够实时的获取测深仪探头高度，并将探头高程减去所测得深度，就得到了水下点的平面位置和高度1。从而实现了水下测量地形技术的数字化和自动化。1.水下地形测量全自动系统的组成和原理1.1组成水下地形测量全自动数字系统的组成主要包括，导航系统，数字的测深系统和计算机控制系统三部分。其中导航系统用于精确定位，主要是为提供水下的地形特点以及测深仪的探头处高度而准备的；数字的测深系统用于提供给探头到水底的深度数据；集成型的计算机控制系统主要是对测量地区进行涉及杭行路线并且对定位的数据和测量的信息进行必要匹配，取舍整合以及计算存储功能，而且对测量船有指挥引导的作用，确保按照设计的路线进行测量，并实时的将测点数据描绘在地形图上生成一个数字的地形图像。1.2原理全自动的水下测量地形系统可以很有效的把平面定位与水深测量进行有机的结合，这与传统的测量方法是最大的区别和先进之处，传统的测量方式平面定位与水深测量是分离开来的，不利于测量数据的实时应用。但是全自动测量地形初期常规的方法仅仅是获得厘米级别的精度，还需要把静态和快速静态或者动态测量进行事后的解算才能获得最终数据。而本文介绍的RTK技术确实能够在水面上实时的得到厘米级别的精度，因为这种技术采用的是载波的相位动态实时的差分法，就可以实时的提供测深仪的探头在指定的位置时进行三维的定位2。同时，在RTK作业的模式下，在基准站所获得的数据会通过一个数据链实时的将观测值与坐标信息等一同传送到流动站。而此时的流动站会一边接受来自数据的连接获得的信息，同时一边采集卫星定位系统采集的数据，在系统内部组成一个差分观测值，通过进行实时的处理数据，得到一个精确到厘米级的结果，而这个过程不会差过一秒。流动站的形态并不确定，可以固定也可以处于流动状态，可以先在固定点上进行一些初始化的准备，然后进入动态作业状态，当然在动态时也可以随时直接开机，并且完成周模糊度搜索和求解。在固定了整周未知数的解之后，就可以进行实时处理了，而这只需要保持有四颗以上的卫星相位观测值进行跟踪，提供一些必备的几何图形，流动站就会开始给出结果，而且精确到厘米级。而且RTKGPS技术会节约大量的工作量，因为他可以直接测量出测深仪的探头位置，这样就不需要知道水面的高程，当然也就不需要对水文资料进行收集，不需要测量时间段内的个时间点的高程了。不仅如此，测量的精度也被大幅度的提升。同时，随着电子技术的进步，传统的机械热敏记录方式和记录针式都被抛弃，取而代之的是回声测位系统。把打在纸上的信息模拟出给你信号，用数字图像进行一些记录，同时显示并存储在计算机上。这样可以随时回访或者打印信息。计算机系统在整个全自动的地形测量系统中有机地把测深仪和全球定位系统进行连接，成为一个整体，通过对数据的收集匹配，取舍整合并最后的计算存储，直接生成了数字水下地形图像3。2.全自动数字水下测量地形系统的优越性全自动数字测量水下地形系统具有传统的测量水下地形技术无法比拟的优越性。2.1首先全自动系统精度较高。不论是在水下的地形点平面位置