利用RTK進行無驗潮模式水深測量方法的探討

王景平

摘 要：探討利用RTK（Real-time kinematic實時差分定位）進行水深測量實現無驗潮模式的方法，并與常規的有驗潮的方法進行了比對，得出了有益的結論。

關鍵詞：RTK 水深測量 原理

中圖分類號：P282 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0054-01

常規的水深測量需要進行驗潮，以便在測量的水深值中加入水位改正。這在測量區域較小、海況理想的情況下，可以得到滿意的結果。但在測量區域較大、潮差風浪等因素比較復雜的情況下，不但驗潮工作量大，而且水位改正的精度往往并不理想，直接影響了水深成果的質量。

利用RTK進行水深測量，可以實現無驗潮模式，即不用專門驗潮，在測量過程中直接測得了水位改正值。同時，利用RTK還可以測定測量中船的姿態，即可以進行船姿改正以及減少風浪對水深測量的影響，從而提高了水深測量成果的精度。在風浪、潮差較大的區域測量作業時，RTK的作業優勢尤為明顯。

1 RTK水深測量的原理

為地面上任意一點的正常高h與大地高H和高程異常ζ之間存在如下關系：

h=H-ζ （1）

由式（1）變換可得到RTK測量技術獲得流動站點正常高的數學關系式為：

hb=ha+（Hb-Ha）-（ζb-ζa） （2）

式（2）中ha、hb分別為基站（已知點）和流動站的正常高；Ha、Hb分別為基站和流動站的大地高；ζa、ζb分別為基站和流動站的高程異常，它通過測區范圍內建立的高程異常擬合模型換算得到，一般可采用平面（三參數）或二次曲面（六參數）擬合方法。

從圖1可以看出，依式（2）計算出hb只是水面正常高，要得到水下地形點的正常高可按以下關系式計算：

hs=hb-HT1-HT2 （3）

式（3）中hs、hb分別是水下地形點的正常高及其對應的水面正常高；HT1、HT2分別是測深儀的吃水深度和測量的水深。

2 測量實施

在某新港擴建工程旅游休閑區項目水深測量任務中，針對利用RTK實時測量替代人工或自動驗潮進行了實地水深測量比對，分別用常規驗潮和PTK實時測量（無驗潮）對同一區域進行了兩次水深測量。

在測線的布設上，根據當地的水流方向和風向等因素來考慮，采用東西向布設主測線，測線間距為10 m。檢查線測量方向為垂直主測線布設方向，測線間距為50 m。

在水深測量時將RTK移動站架設于換能器正上方，這樣消除了定位點與測深點之間的偏差，然后將RTK移動站與基準站進行實時差分動態定位。

測量中，外業技術員同時注意測深儀工作是否正常，測深系統水深卷上的回波信號是否清晰，吃水線是否漂移，保證測深系統在穩定的情況下測量水深。另外在測量過程中及測量完畢后均對測深系統進行了檢測，其比對誤差小于0.1 m，滿足規范規定的精度要求。

外業測量結束后，均對定位數據文件進行仔細檢查，使其定位點數與測深卷上的打標點數保持一致，所有數據歸化到統一坐標系中，內業按成熟的水深測量軟件輸出水深值出圖。

為了驗證本項目研究的可靠性，我們在利用RTK進行無驗潮模式水深測量的同時，還按常規的有驗潮站的模式進行了同一地區的水深測量。設置了一個驗潮站進行水位控制，驗潮站設在新港碼頭，標高為5 m（當地理論深度基準面起算）。人工驗潮每10 min觀測一次，與測量時間同步。驗潮資料的記載按驗潮手簿中“驗潮及其手簿填寫規則”執行。本測量區域采用單站驗潮水位改正的方法進行。需要強調的是，這次常規水深測量方法是在海況非常理想的情況下進行的。

3 成果比對

為了保證水深成果的質量，我們對兩種方法的結果進行了有益的比對。其比對的結果是：

（1）比對重合的水深點數：6349個。

（2）互差小于20 cm的水深點數：5663個占89.2%。

（3）互差小于30 cm的水深點數：6349個占100%。

（4）平均差值：6 cm。

全部比對點互差值按規范規定均未超限，符合較好。

4 結論

（1）利用RTK與數字測深儀同步觀測， 解決近海水下地形測量時水位同步采集，實現RTK無驗潮測量，其測量結果精度是可靠的。

（2）利用RTK與數字測深儀同步觀測，還可以進行船的姿態改正以及減少風浪對水下地形測量的影響，進一步提高測量成果的質量。本次因其他原因沒能專門進行船姿測量，很遺憾。在風浪、潮差較大的區域測量作業，RTK將顯現出巨大的作業優勢。

（3）利用RTK姿態測量數據能夠在動態環境下，獲得cm級甚至mm級的水平定位精度和cm級的高程定位精度。

參考文獻

[1] 梁開龍.水下地形測量[M].北京：測繪出版社，1995.

[2] 《水運工程測量規范》JTS131-2012[S].endprint

摘 要：探討利用RTK（Real-time kinematic實時差分定位）進行水深測量實現無驗潮模式的方法，并與常規的有驗潮的方法進行了比對，得出了有益的結論。

關鍵詞：RTK 水深測量 原理

中圖分類號：P282 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0054-01

常規的水深測量需要進行驗潮，以便在測量的水深值中加入水位改正。這在測量區域較小、海況理想的情況下，可以得到滿意的結果。但在測量區域較大、潮差風浪等因素比較復雜的情況下，不但驗潮工作量大，而且水位改正的精度往往并不理想，直接影響了水深成果的質量。

利用RTK進行水深測量，可以實現無驗潮模式，即不用專門驗潮，在測量過程中直接測得了水位改正值。同時，利用RTK還可以測定測量中船的姿態，即可以進行船姿改正以及減少風浪對水深測量的影響，從而提高了水深測量成果的精度。在風浪、潮差較大的區域測量作業時，RTK的作業優勢尤為明顯。

1 RTK水深測量的原理

為地面上任意一點的正常高h與大地高H和高程異常ζ之間存在如下關系：

h=H-ζ （1）

由式（1）變換可得到RTK測量技術獲得流動站點正常高的數學關系式為：

hb=ha+（Hb-Ha）-（ζb-ζa） （2）

式（2）中ha、hb分別為基站（已知點）和流動站的正常高；Ha、Hb分別為基站和流動站的大地高；ζa、ζb分別為基站和流動站的高程異常，它通過測區范圍內建立的高程異常擬合模型換算得到，一般可采用平面（三參數）或二次曲面（六參數）擬合方法。

從圖1可以看出，依式（2）計算出hb只是水面正常高，要得到水下地形點的正常高可按以下關系式計算：

hs=hb-HT1-HT2 （3）

式（3）中hs、hb分別是水下地形點的正常高及其對應的水面正常高；HT1、HT2分別是測深儀的吃水深度和測量的水深。

2 測量實施

在某新港擴建工程旅游休閑區項目水深測量任務中，針對利用RTK實時測量替代人工或自動驗潮進行了實地水深測量比對，分別用常規驗潮和PTK實時測量（無驗潮）對同一區域進行了兩次水深測量。

在測線的布設上，根據當地的水流方向和風向等因素來考慮，采用東西向布設主測線，測線間距為10 m。檢查線測量方向為垂直主測線布設方向，測線間距為50 m。

在水深測量時將RTK移動站架設于換能器正上方，這樣消除了定位點與測深點之間的偏差，然后將RTK移動站與基準站進行實時差分動態定位。

測量中，外業技術員同時注意測深儀工作是否正常，測深系統水深卷上的回波信號是否清晰，吃水線是否漂移，保證測深系統在穩定的情況下測量水深。另外在測量過程中及測量完畢后均對測深系統進行了檢測，其比對誤差小于0.1 m，滿足規范規定的精度要求。

外業測量結束后，均對定位數據文件進行仔細檢查，使其定位點數與測深卷上的打標點數保持一致，所有數據歸化到統一坐標系中，內業按成熟的水深測量軟件輸出水深值出圖。

為了驗證本項目研究的可靠性，我們在利用RTK進行無驗潮模式水深測量的同時，還按常規的有驗潮站的模式進行了同一地區的水深測量。設置了一個驗潮站進行水位控制，驗潮站設在新港碼頭，標高為5 m（當地理論深度基準面起算）。人工驗潮每10 min觀測一次，與測量時間同步。驗潮資料的記載按驗潮手簿中“驗潮及其手簿填寫規則”執行。本測量區域采用單站驗潮水位改正的方法進行。需要強調的是，這次常規水深測量方法是在海況非常理想的情況下進行的。

3 成果比對

為了保證水深成果的質量，我們對兩種方法的結果進行了有益的比對。其比對的結果是：

（1）比對重合的水深點數：6349個。

（2）互差小于20 cm的水深點數：5663個占89.2%。

（3）互差小于30 cm的水深點數：6349個占100%。

（4）平均差值：6 cm。

全部比對點互差值按規范規定均未超限，符合較好。

4 結論

（1）利用RTK與數字測深儀同步觀測， 解決近海水下地形測量時水位同步采集，實現RTK無驗潮測量，其測量結果精度是可靠的。

（2）利用RTK與數字測深儀同步觀測，還可以進行船的姿態改正以及減少風浪對水下地形測量的影響，進一步提高測量成果的質量。本次因其他原因沒能專門進行船姿測量，很遺憾。在風浪、潮差較大的區域測量作業，RTK將顯現出巨大的作業優勢。

（3）利用RTK姿態測量數據能夠在動態環境下，獲得cm級甚至mm級的水平定位精度和cm級的高程定位精度。

參考文獻

[1] 梁開龍.水下地形測量[M].北京：測繪出版社，1995.

[2] 《水運工程測量規范》JTS131-2012[S].endprint

摘 要：探討利用RTK（Real-time kinematic實時差分定位）進行水深測量實現無驗潮模式的方法，并與常規的有驗潮的方法進行了比對，得出了有益的結論。

關鍵詞：RTK 水深測量 原理

中圖分類號：P282 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0054-01

常規的水深測量需要進行驗潮，以便在測量的水深值中加入水位改正。這在測量區域較小、海況理想的情況下，可以得到滿意的結果。但在測量區域較大、潮差風浪等因素比較復雜的情況下，不但驗潮工作量大，而且水位改正的精度往往并不理想，直接影響了水深成果的質量。

利用RTK進行水深測量，可以實現無驗潮模式，即不用專門驗潮，在測量過程中直接測得了水位改正值。同時，利用RTK還可以測定測量中船的姿態，即可以進行船姿改正以及減少風浪對水深測量的影響，從而提高了水深測量成果的精度。在風浪、潮差較大的區域測量作業時，RTK的作業優勢尤為明顯。

1 RTK水深測量的原理

為地面上任意一點的正常高h與大地高H和高程異常ζ之間存在如下關系：

h=H-ζ （1）

由式（1）變換可得到RTK測量技術獲得流動站點正常高的數學關系式為：

hb=ha+（Hb-Ha）-（ζb-ζa） （2）

式（2）中ha、hb分別為基站（已知點）和流動站的正常高；Ha、Hb分別為基站和流動站的大地高；ζa、ζb分別為基站和流動站的高程異常，它通過測區范圍內建立的高程異常擬合模型換算得到，一般可采用平面（三參數）或二次曲面（六參數）擬合方法。

從圖1可以看出，依式（2）計算出hb只是水面正常高，要得到水下地形點的正常高可按以下關系式計算：

hs=hb-HT1-HT2 （3）

式（3）中hs、hb分別是水下地形點的正常高及其對應的水面正常高；HT1、HT2分別是測深儀的吃水深度和測量的水深。

2 測量實施

在某新港擴建工程旅游休閑區項目水深測量任務中，針對利用RTK實時測量替代人工或自動驗潮進行了實地水深測量比對，分別用常規驗潮和PTK實時測量（無驗潮）對同一區域進行了兩次水深測量。

在測線的布設上，根據當地的水流方向和風向等因素來考慮，采用東西向布設主測線，測線間距為10 m。檢查線測量方向為垂直主測線布設方向，測線間距為50 m。

在水深測量時將RTK移動站架設于換能器正上方，這樣消除了定位點與測深點之間的偏差，然后將RTK移動站與基準站進行實時差分動態定位。

測量中，外業技術員同時注意測深儀工作是否正常，測深系統水深卷上的回波信號是否清晰，吃水線是否漂移，保證測深系統在穩定的情況下測量水深。另外在測量過程中及測量完畢后均對測深系統進行了檢測，其比對誤差小于0.1 m，滿足規范規定的精度要求。

外業測量結束后，均對定位數據文件進行仔細檢查，使其定位點數與測深卷上的打標點數保持一致，所有數據歸化到統一坐標系中，內業按成熟的水深測量軟件輸出水深值出圖。

為了驗證本項目研究的可靠性，我們在利用RTK進行無驗潮模式水深測量的同時，還按常規的有驗潮站的模式進行了同一地區的水深測量。設置了一個驗潮站進行水位控制，驗潮站設在新港碼頭，標高為5 m（當地理論深度基準面起算）。人工驗潮每10 min觀測一次，與測量時間同步。驗潮資料的記載按驗潮手簿中“驗潮及其手簿填寫規則”執行。本測量區域采用單站驗潮水位改正的方法進行。需要強調的是，這次常規水深測量方法是在海況非常理想的情況下進行的。

3 成果比對

為了保證水深成果的質量，我們對兩種方法的結果進行了有益的比對。其比對的結果是：

（1）比對重合的水深點數：6349個。

（2）互差小于20 cm的水深點數：5663個占89.2%。

（3）互差小于30 cm的水深點數：6349個占100%。

（4）平均差值：6 cm。

全部比對點互差值按規范規定均未超限，符合較好。

4 結論

（1）利用RTK與數字測深儀同步觀測， 解決近海水下地形測量時水位同步采集，實現RTK無驗潮測量，其測量結果精度是可靠的。

（2）利用RTK與數字測深儀同步觀測，還可以進行船的姿態改正以及減少風浪對水下地形測量的影響，進一步提高測量成果的質量。本次因其他原因沒能專門進行船姿測量，很遺憾。在風浪、潮差較大的區域測量作業，RTK將顯現出巨大的作業優勢。

（3）利用RTK姿態測量數據能夠在動態環境下，獲得cm級甚至mm級的水平定位精度和cm級的高程定位精度。

參考文獻

[1] 梁開龍.水下地形測量[M].北京：測繪出版社，1995.

[2] 《水運工程測量規范》JTS131-2012[S].endprint