水上測量中RTK技術的應用

張洋（長江重慶航道測繪處，重慶 401147）

水上測量中RTK技術的應用

張洋（長江重慶航道測繪處，重慶 401147）

水上測量是水上項目工程建設中需要開展的工作內容，它主要完成水下地形測量和水上物體定位導航這兩部分工作。在水上測量中，RTK（實時動態測量技術）技術可以完成測量信息的實時收集和分析工作。在RTK技術中，運用單波束GPS系統來完成水深等測量，是水上測量中的重要內容。本文主要探究了水上測量中RTK技術的應用，重點分析了單波束GPS技術在其中的應用。

水上測量；RTK技術；單波束GPS測量；應用

1 水上測量

水上測量一般需要使用組合儀器來間接進行測量，例如在水下測量一般會需要測深儀來進行輔助。對于水上測量來說，它沒有辦法進行儀器的固定和架設，因此沒有辦法完成陸地比較常采用的轉點作業方式，特別是在大片的水域當中，一般都需要基準站和流動站單站之間的測量距離比較遠，并且作業的精度要求在實現上難度比較大，對于實時性的要求高。

2 單波束測量系統的主要組成

單波束測深系統是聲學技術、計算機技術、導航技術和數字化技術的共同產物，它的組成系統集成度高，系統性強，一般會有聲學子系統、空間位置傳感器系統等等。單波束GPS測量在水上測量中的應用非常廣泛，其主要在水下地形測量中發揮作用，特別是在深度的測量上，它擺脫了傳統依靠測深繩、測深錘對水深進行測量的歷史。由單波束GPS結合RTK技術產生的單波束測深儀在航道的清淤和河道的整治中非常常見，是當前水上工程項目建設中應用比較廣泛的測深系統。單波束測量主要對測量一個點，一般會取最高點值的水深度，隨著船體的移動，會在點動成線的原理之下成為單波束，在測量中它只有一個波束打到海底。

3 水上測量中RTK技術的應用

RTK技術就是實時動態測量技術，它可以進行實時的定位，完成實時的顯示，在精度上比較高，同時作業快，因此在很多測繪或者檢測的領域都得到廣泛的應用。例如在大地測量、地籍測量、邊界測量中都可以看到RTK技術的身影。RTK技術的產生使得傳統測量的方式得到了改變，同時也使得人們的傳統測量理念被改變。RTK技術歸根到底是載波相位差分技術，它會在實時的條件之下完成對兩個測量站載波相位的觀測，并且把基準站采集到的載波相位發送給用戶的接收機[1]。

3.1 水深測量

單波束測量主要使用GPS-RTK來進行平面的定位和潮位的采集，這是水上測量工作中的一部分內容。在進行水深測量的時候，為了確保儀器的精準度和穩定性，在開展工作之前需要開展穩定性的試驗。對于開機進行數據采集來說，它的時間要比實際測量的時間要大，這樣才能滿足精度的要求。在測量的前后要用實驗班進行一次測深儀測深誤差的校核，并且進行及時的數據記錄，同時對換能器的吃水數據進行觀察，計算出它們的平均值，從而將其作為換能器的凈吃水。

3.2 RTK技術的改進

為了能夠更好地避免多路徑效應和數據鏈丟失所帶來的影響，在進行基準站設定的時候，要將其建在遠離GPS信號發射物的區域，同時也應該遠離高壓線和電視臺等。在進行地勢選擇的時候，要盡量選擇地勢高和交通便利的地方，盡量遠離高的建筑物，這樣會使得數據鏈發射和衛星接收工作更好地開展。對于RTK的技術改進工作來說，它的內容是多樣化的，需要結合實際的情況來進行選擇，例如，測深儀在水下地形測量中的吃水改正就是常要開展的一項技術改進工作。單波束GPS所測定出來的高程點是GPS天線的高程，要想獲得水底的高程，就需要進行換能器的吃水改正換算[2]。

3.3 單波束測深延時效應的分析

在單波束的水深測量當中，平面的測量和高程的測量是兩個不同的技術系統的，平面的定位是由電磁波來進行決定的，它的工作環境在水面上。對于高程定位來說，它一般是由換能器發射的聲波所決定，因此它的工作環境一般會在水面下。使用單波束GPS開展水深測量的時候，它在平面定位的速度上比測深的速度要快，因此容易使得在進行測深的時候所獲得的數值出現錯位，這就是延時效應。定位和測深是兩個不同的系統，在進行信號傳輸的時候會存在著時間的間隔，導致水深值的讀取不能進行同步，定位的信息滯后于水深值的錄入。為了解決這一問題，可以使用特征點對法和斷面整體平移法來進行問題的解決，從而使得RTK技術能在單波束GPS模式下在水上測量中發揮作用。

3.4 RTK測量誤差的來源和消弱措施

使用RTK技術來開展水上測量的時候，它的誤差主要來源于RTK設備本身的誤差、系統誤差、測量環境帶來的誤差和測量員的專業操作情況等等。此外，還會受到天線的相位變化、衛生誤差、軌道誤差和信號干擾等因素的影響。對于這些存在的誤差，是可以通過具體的措施來進行消除的，在日常工作開展的時候，要開展經常性的檢驗和校驗工作，具體要完成對RTK設備的檢驗，并且加強對操作人員的業務培訓工作，利用多種多樣的校正方式和方法來使得GPS衛星和儀器之間的誤差得到削弱，對RTK在進行有效作業時的半徑開展合理的控制。

4 結語

綜上所述，對于單波束GPS技術來說，它結合RTK技術的原理，誕生出了單波束測深儀，從而在水上測量中發揮重要的作用。這種儀器在進行測深的時候可以連續地進行水深數據的記錄，但是無法開展全面的覆蓋測量，從而導致測量的效率比較低。盡管該技術在使用上存在著缺陷和不足，但是可以在今后不斷地改正和調整，使其在水上測量中可以更好地發揮作用。

[1]李春陽.RTK技術及其在測量中的應用[J].黑龍江科技信息,2016(1):3-3.

[2]范明華.淺析RTK技術在水上測量中的應用[J].科技創新與應用，2017(14)：288-288.