水下测绘中GNSS定位技术的应用分析

2021-11-24初良杰

商品与质量 2021年12期

初良杰

齐齐哈尔市勘察测绘研究院黑龙江齐齐哈尔 161003

GNSS作为全球导航卫星系统，在定位测量过程中，其是借助于伪距、星历和卫星发射时间等测量方法来实现精准定位，具有较强的适应性，没有过多条件限制，而且测量过程中不受障碍物影响，具有较高的兼容度，这也使其测量过程中测量数据收集和处理速度较快，在水下测绘中应用取得了较好的成效。

1 GNSS技术概述

GNSS并不是独立的系统，其主要北斗系统、GPS、GLONASS、GsIiIeo四大系统共同组成，具有快速性、动态性和非通视性等特点，而且在具体测量过程中不受地理和气候等因素制约，在水利工程测量中应用广泛。但在应用过程中也存在一些问题，这对于测量质量带来了一定的影响。因此水下测绘中应用GNSS技术过程中，需要解决电离层折射问题。由于信号在电离层作用下会出现折射现象，改变信号的路径，使测量的信号出现弯曲的情况，这必然会影响到信号的传播速度，同时测量结果在精度上也会存在一定的偏差。因此在水下测量过程中，需要选择适宜的时间段，以此来保证测量结果的精度，减少偏差情况的发生。同时在测量过程中还需要采用多种频率的观测值，模型要以电离层的延迟来进行修正和调整，并通过对高差的有效观测，从而实现对测量误差的有效控制[1]。

2 水下测绘中GNSS定位技术的应用

2.1 建立测绘区域控制网

在具体水下测量工作开展之前，需要与测绘区域的具体情况相结合，并制定GPS参考网点，选择适宜的坐标系统。通常会采用大地水准面的精确化处理程序，对高程参数进行确定，选择相应的国家高程基准，以引来提高水测量的精度。一般测绘过程中会应用同步动态观测的方法，并以GPS定位系统为基础，以GNSS卫星定位接收机针对测绘区域实施测量。通过选择相应的联测点来提高测绘的精度。在针对相关测绘数据在获取过程中，测量人员宜利用相关软件处理具体的观测数据，并选取适宜的平差参数。同时还要利用相关软件计算分析平差后的数据，获得具体的测量坐标成果，在具体计算过程中，宜选择以中误差为基础性的精度指标，这样对提高测量成果的精度具有积极的作用[2]。

2.2 控制网的技术指标和精度要求

控制网布设完成后，要求其与相应的技术指标和精度要求相符。在控制网技术指标中较为重要的一个环节即为基线解算，具体以控制网中观测时间较长的测站点进行定位，并以此作为起算点，根据一定的坐标系统，并采用双差固定模式来对其他各点进行解算。同时还要针对获得的解算基线向量实施预处理，并同步完成环闭保差、复测基线较差和异步环闭合差等的处理工作。在相应的坐标系统中，通过开展三维无约束平差，并提出含粗差基线，这对于提高精度及获得相应的三维坐标、大地经纬度坐标和平面直角坐标等极为重要。

3 水下地形测量工作

在就有和GNSS定位技术进行水下地形测量过程中，需要与相关的数值和分析要点进行优化处理，提高测量工序的完整性。具体还需要利用到数字化测深食品和数据通信链等软件，积极构建相应的测绘系统，从而保证水下地形测量工作的顺利进行。

3.1 测前准备工作

在测量开始之前，所有设备和数据处理软件都要保持良好的运行状态。测量工作后，水源深度的测定需要借助于GNSS卫星接收设备和数字回声探测设备，有效的提高数据的有效性和完整性，确保作业的安全性和稳定性。基于作业模式下，在基准站作业过程中，需要利用数据链来分析和传递观测值和测站坐标信息，并进行相应整理向流动站进行输送，数据链在接收基准站数据后，能够进一步提高数据采集和观测的效率。在具体操作过程中，技术人员对系统中数据进行观测值差分实时处理过程中，要求定位精度要控制在厘米级。而且基准站和移动站之间需要以4个以上的卫星行为观测跟踪体系，进一步提高处理的效果。

3.2 采集测量外业数据

针对外业数据具体采集过程中，需要对测量过程和测量重点进行整合，强化对测量体系的管理。针对外业测量数据进行集中分析和归纳。外业数据采集时一般宜选择在无风天气下进行，具体要应用断面法进行测量和分析，并绘制陆地地形图，与相应的参数相结合，按照具体的要求完成断面分析。在利用GNSS定位技术时，测深仪需要与水面保持垂直，从而将水下地形的特征更好的显示出来，进一步提高测量的准确性。在数据处理过程中，需要针对检查线和水深测量断面参数进行有效的管理和控制，确保数据统计分析的实时性，从而获取具体的数据成果[3]。

3.3 外业测绘中需要注意的事项

由于风速会对水下测量精度带来较大的影响，因此在水下地形测量过程中，宜选择在无风的天气下进行，并根据现有的陆地地形成果图提前做好断面测量计划的制定，设计线路与航道方向宜保持方向上的垂直。GNSS-RTK仪器和数字化测深仪水平位置上宜保持一致性，且测深仪需要与水面保持垂直，进一步提高测量的精准度。在水下地形测量过程中，以能够反映水下地形地貌的基本状况作为采集密度的基本原则，针对一些相对复杂的区域，还应适当的增加采集密度，简单区域采集密度可以适当稀疏。在具体测量过程中，沿测绘区域边部向外扩展100m进行测量，这样对于测绘成果质量的提高具有积极的意义。另外，实际测量时还需要对测深线测量进行及时检查，并对不同时间段获得的断面测深值的准确性进行检查。