水上测量中RTK技术的应用

张洋（长江重庆航道测绘处，重庆 401147）

水上测量中RTK技术的应用

张洋（长江重庆航道测绘处，重庆 401147）

水上测量是水上项目工程建设中需要开展的工作内容，它主要完成水下地形测量和水上物体定位导航这两部分工作。在水上测量中，RTK（实时动态测量技术）技术可以完成测量信息的实时收集和分析工作。在RTK技术中，运用单波束GPS系统来完成水深等测量，是水上测量中的重要内容。本文主要探究了水上测量中RTK技术的应用，重点分析了单波束GPS技术在其中的应用。

水上测量；RTK技术；单波束GPS测量；应用

1 水上测量

水上测量一般需要使用组合仪器来间接进行测量，例如在水下测量一般会需要测深仪来进行辅助。对于水上测量来说，它没有办法进行仪器的固定和架设，因此没有办法完成陆地比较常采用的转点作业方式，特别是在大片的水域当中，一般都需要基准站和流动站单站之间的测量距离比较远，并且作业的精度要求在实现上难度比较大，对于实时性的要求高。

2 单波束测量系统的主要组成

单波束测深系统是声学技术、计算机技术、导航技术和数字化技术的共同产物，它的组成系统集成度高，系统性强，一般会有声学子系统、空间位置传感器系统等等。单波束GPS测量在水上测量中的应用非常广泛，其主要在水下地形测量中发挥作用，特别是在深度的测量上，它摆脱了传统依靠测深绳、测深锤对水深进行测量的历史。由单波束GPS结合RTK技术产生的单波束测深仪在航道的清淤和河道的整治中非常常见，是当前水上工程项目建设中应用比较广泛的测深系统。单波束测量主要对测量一个点，一般会取最高点值的水深度，随着船体的移动，会在点动成线的原理之下成为单波束，在测量中它只有一个波束打到海底。

3 水上测量中RTK技术的应用

RTK技术就是实时动态测量技术，它可以进行实时的定位，完成实时的显示，在精度上比较高，同时作业快，因此在很多测绘或者检测的领域都得到广泛的应用。例如在大地测量、地籍测量、边界测量中都可以看到RTK技术的身影。RTK技术的产生使得传统测量的方式得到了改变，同时也使得人们的传统测量理念被改变。RTK技术归根到底是载波相位差分技术，它会在实时的条件之下完成对两个测量站载波相位的观测，并且把基准站采集到的载波相位发送给用户的接收机[1]。

3.1 水深测量

单波束测量主要使用GPS-RTK来进行平面的定位和潮位的采集，这是水上测量工作中的一部分内容。在进行水深测量的时候，为了确保仪器的精准度和稳定性，在开展工作之前需要开展稳定性的试验。对于开机进行数据采集来说，它的时间要比实际测量的时间要大，这样才能满足精度的要求。在测量的前后要用实验班进行一次测深仪测深误差的校核，并且进行及时的数据记录，同时对换能器的吃水数据进行观察，计算出它们的平均值，从而将其作为换能器的净吃水。

3.2 RTK技术的改进

为了能够更好地避免多路径效应和数据链丢失所带来的影响，在进行基准站设定的时候，要将其建在远离GPS信号发射物的区域，同时也应该远离高压线和电视台等。在进行地势选择的时候，要尽量选择地势高和交通便利的地方，尽量远离高的建筑物，这样会使得数据链发射和卫星接收工作更好地开展。对于RTK的技术改进工作来说，它的内容是多样化的，需要结合实际的情况来进行选择，例如，测深仪在水下地形测量中的吃水改正就是常要开展的一项技术改进工作。单波束GPS所测定出来的高程点是GPS天线的高程，要想获得水底的高程，就需要进行换能器的吃水改正换算[2]。

3.3 单波束测深延时效应的分析

在单波束的水深测量当中，平面的测量和高程的测量是两个不同的技术系统的，平面的定位是由电磁波来进行决定的，它的工作环境在水面上。对于高程定位来说，它一般是由换能器发射的声波所决定，因此它的工作环境一般会在水面下。使用单波束GPS开展水深测量的时候，它在平面定位的速度上比测深的速度要快，因此容易使得在进行测深的时候所获得的数值出现错位，这就是延时效应。定位和测深是两个不同的系统，在进行信号传输的时候会存在着时间的间隔，导致水深值的读取不能进行同步，定位的信息滞后于水深值的录入。为了解决这一问题，可以使用特征点对法和断面整体平移法来进行问题的解决，从而使得RTK技术能在单波束GPS模式下在水上测量中发挥作用。

3.4 RTK测量误差的来源和消弱措施

使用RTK技术来开展水上测量的时候，它的误差主要来源于RTK设备本身的误差、系统误差、测量环境带来的误差和测量员的专业操作情况等等。此外，还会受到天线的相位变化、卫生误差、轨道误差和信号干扰等因素的影响。对于这些存在的误差，是可以通过具体的措施来进行消除的，在日常工作开展的时候，要开展经常性的检验和校验工作，具体要完成对RTK设备的检验，并且加强对操作人员的业务培训工作，利用多种多样的校正方式和方法来使得GPS卫星和仪器之间的误差得到削弱，对RTK在进行有效作业时的半径开展合理的控制。

4 结语

综上所述，对于单波束GPS技术来说，它结合RTK技术的原理，诞生出了单波束测深仪，从而在水上测量中发挥重要的作用。这种仪器在进行测深的时候可以连续地进行水深数据的记录，但是无法开展全面的覆盖测量，从而导致测量的效率比较低。尽管该技术在使用上存在着缺陷和不足，但是可以在今后不断地改正和调整，使其在水上测量中可以更好地发挥作用。

[1]李春阳.RTK技术及其在测量中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(1):3-3.

[2]范明华.浅析RTK技术在水上测量中的应用[J].科技创新与应用，2017(14)：288-288.