CORS網絡RTK結合測深儀的水下地形測量系統應用

喻曉紅

摘要：巴州CORS網絡RTK結合單波速測深儀應用于水下地形測量中，減少了常規方法中的控制測量環節，大大提高了工作效率，節約了人力物力。本文首先介紹了巴州CORS網絡RTK結合單波速測深儀進行水下地形測量的作業原理，結合應用實例，進一步介紹了利用此系統的作業過程和方法，同時對精度誤差也進行了分析，希望對廣大同行能起到拋磚引玉的作用。

關鍵詞：巴州CORS；單波速測深儀；換能器；精度

1引言

早期的水下地形測量采用全站儀結合測深儀進行，此種作業方法效率低下、精度不高、費時費力。隨著GPS技術的發展，水下地形測量技術取得了很大的進步，如單基站型RTK結合測深儀技術，雖然能夠實時獲取厘米級三維坐標，但需在岸邊架設基準站，聯測已知控制點，隨著作業半徑增大可靠性和測量精度隨之降低，其應用起來約束條件太多，不能滿足測量工作日益追求效率的要求。隨著計算機、現代數據通信和互連網等高新技術的快速發展，新疆巴州連續運行衛星定位綜合系統（下文用簡稱“巴州CORS”代替）應運而生，其在作業時不再需要架設基準站，可在全州范圍內實時測量任意點位坐標，將單波束測深儀與之結合，并且開發出相應的現場數據采集與后處理軟件，將大大提高水下地形測量的工作效率，配合水上測量導航軟件，用戶就可以高效率，全天候，高精度的測量水下地形，滿足水上工程和水域測量的各種任務。

2巴州CORS網絡RTK結合單波速測深儀水下地形測量作業原理

水下地形測量工作包括水深測量和定位測量兩部分，單波速測深儀負責水深測量，巴州CORS網絡RTK系統負責定位和水面高程測量。實際作業時，在測深儀換能器的正上方安裝好已連接上巴州CORS系統的RTK接收機天線，再將一根固定長度的桿件把測深儀的換能器與RTK接收機天線連接在一起，設置好系統的控制裝置使換能器與RTK接收機同步工作，即在RTK測量三維坐標的同時，測深儀也測得其底面以下部分的水深。在作業過程中，所測數據可以實時顯示在隨船攜帶的筆記本電腦上，并可及時反饋設計和規范要求的地形點密度情況、水下地形變化情況、測船行進速度情況等，發現偏差可對儀器的采集密度、采集方式進行調整，從而滿足水下測圖精度的需要。

3應用實例

3.1概況

受焉耆縣水電局委托，我院完成了開都河整治工程測量項目，該工程位于新疆巴音郭楞蒙古自治州焉耆縣境內，起點位于鐵路橋終點在焉耆縣與博湖縣交界處，本項目需對開都河進行1：500水下地形測量工作，該河道水面平穩，水位變化不大，本次作業采用巴州CORS網絡RTK結合單波速測深儀進行外業數據采集，得到水深觀測數據，再利用南方CASS9.1進行數據處理、轉換和編繪1：500水下地形圖。

3.2作業準備

在測量船上安置測深儀和換能器，將換能器固定在船體的中部船舷旁邊，固定換能器的方法采用綁定測深桿加拉繩兜底加固。連接好換能器后，即安裝測深儀，接上電源、定位系統、測深儀主機和外圍設備，再連接好電源電纜，接通12V直流穩壓電源。開機測量時，導航軟件實時采集測深儀輸出的數字式水深信息和巴州CORS網絡RTK輸出的定位數據，并在測深儀的模擬記錄上同步進行打標，以便核查，水深采集記錄至0.01m，測深儀模擬記錄讀數精度為±0.1m。

3.3水下地形測量

3.3.1測線布設

水下地形測量按斷面法施測，主測線方向垂直等深線的總方向布設，主測線間隔為圖上1cm，測點間距為圖上0.4cm，水下基本等深距為1m。

3.3.2外業數據的采集

開始測量前，與定位設備校對時間，啟動測量軟件，打開導航文件并設置好定位參數和記錄參數，使測深儀與計算機端口通訊連接，進入測量狀態，為測船導航，引導測船進入需要測量的斷面位置，按圖上0.4cm測點間距進行測點定位和測深，并根據軟件的偏航顯示數據，隨時修正測船的航向，使測船始終沿著主測線方向航行，按同樣的方法施測其他測線。

3.4數據處理

用南方CASS9.1軟件將采集來的數據展點，建立三角網DTM，由計算機自動生成等深線。根據測區水下地形變化特征，將測區的等深距設計為1m。根據水下測點高程，繪制水下地貌，注記地圖信息，按相應比例尺制成各測區的地形圖打印稿，由參加外業的專業技術人員根據現場實際情況逐項進行分析、檢查要求編制成1：500數字水下地形圖。

3.5精度檢查

檢查線基本垂直于主測深線，本次作業要求對于重要工程地段或水上構筑物位置布置的檢查線進行實測檢查，其長度大于主測深線總長度的5%，檢查線與主測深線相交處圖上1mm范圍內水深點，其高程最大差值為0.2m。

本次外業測量嚴格按《水運工程測量規范》執行，所有特殊地物及河上設施均按要求測繪：內外業資料及各項檢查資料齊全，校審工作認真負責，電腦成圖圖紙美觀，各項技術指標符合《水運工程測量規范》要求，成果可靠，可提供委托方使用。

4結束語

（1）巴州CORS網絡RTK結合單波速測深儀應用于水下地形測量中，減少了常規方法中的控制測量環節，大大提高了工作效率，節約了人力物力，采用此種作業模式，只需2人就可以完成一整套的數據采集工作，并可根據需要及時補測。實踐證明，此種作業方法在精度上已完全達到《水運工程測量規范》（JTJ203-2001）的相關要求。

（2）使用該系統進行水上作業時，由于載人船只比較大，吃水較深，無法靠近岸邊和淺灘區域，因此仍需配合傳統方法測量。我們要根據此系統的優缺點，揚長避短，高精度、高效率的完成各種水上工程和水域測量的任務。另外利用無人船吃水淺、小巧靈活等特點，結合該系統的應用將極大提高水上地形測繪的效率。