CORS网络RTK结合测深仪的水下地形测量系统应用

喻晓红

摘要：巴州CORS网络RTK结合单波速测深仪应用于水下地形测量中，减少了常规方法中的控制测量环节，大大提高了工作效率，节约了人力物力。本文首先介绍了巴州CORS网络RTK结合单波速测深仪进行水下地形测量的作业原理，结合应用实例，进一步介绍了利用此系统的作业过程和方法，同时对精度误差也进行了分析，希望对广大同行能起到抛砖引玉的作用。

关键词：巴州CORS；单波速测深仪；换能器；精度

1引言

早期的水下地形测量采用全站仪结合测深仪进行，此种作业方法效率低下、精度不高、费时费力。随着GPS技术的发展，水下地形测量技术取得了很大的进步，如单基站型RTK结合测深仪技术，虽然能够实时获取厘米级三维坐标，但需在岸边架设基准站，联测已知控制点，随着作业半径增大可靠性和测量精度随之降低，其应用起来约束条件太多，不能满足测量工作日益追求效率的要求。随着计算机、现代数据通信和互连网等高新技术的快速发展，新疆巴州连续运行卫星定位综合系统（下文用简称“巴州CORS”代替）应运而生，其在作业时不再需要架设基准站，可在全州范围内实时测量任意点位坐标，将单波束测深仪与之结合，并且开发出相应的现场数据采集与后处理软件，将大大提高水下地形测量的工作效率，配合水上测量导航软件，用户就可以高效率，全天候，高精度的测量水下地形，满足水上工程和水域测量的各种任务。

2巴州CORS网络RTK结合单波速测深仪水下地形测量作业原理

水下地形测量工作包括水深测量和定位测量两部分，单波速测深仪负责水深测量，巴州CORS网络RTK系统负责定位和水面高程测量。实际作业时，在测深仪换能器的正上方安装好已连接上巴州CORS系统的RTK接收机天线，再将一根固定长度的杆件把测深仪的换能器与RTK接收机天线连接在一起，设置好系统的控制装置使换能器与RTK接收机同步工作，即在RTK测量三维坐标的同时，测深仪也测得其底面以下部分的水深。在作业过程中，所测数据可以实时显示在随船携带的笔记本电脑上，并可及时反馈设计和规范要求的地形点密度情况、水下地形变化情况、测船行进速度情况等，发现偏差可对仪器的采集密度、采集方式进行调整，从而满足水下测图精度的需要。

3应用实例

3.1概况

受焉耆县水电局委托，我院完成了开都河整治工程测量项目，该工程位于新疆巴音郭楞蒙古自治州焉耆县境内，起点位于铁路桥终点在焉耆县与博湖县交界处，本项目需对开都河进行1：500水下地形测量工作，该河道水面平稳，水位变化不大，本次作业采用巴州CORS网络RTK结合单波速测深仪进行外业数据采集，得到水深观测数据，再利用南方CASS9.1进行数据处理、转换和编绘1：500水下地形图。

3.2作业准备

在测量船上安置测深仪和换能器，将换能器固定在船体的中部船舷旁边，固定换能器的方法采用绑定测深杆加拉绳兜底加固。连接好换能器后，即安装测深仪，接上电源、定位系统、测深仪主机和外围设备，再连接好电源电缆，接通12V直流稳压电源。开机测量时，导航软件实时采集测深仪输出的数字式水深信息和巴州CORS网络RTK输出的定位数据，并在测深仪的模拟记录上同步进行打标，以便核查，水深采集记录至0.01m，测深仪模拟记录读数精度为±0.1m。

3.3水下地形测量

3.3.1测线布设

水下地形测量按断面法施测，主测线方向垂直等深线的总方向布设，主测线间隔为图上1cm，测点间距为图上0.4cm，水下基本等深距为1m。

3.3.2外业数据的采集

开始测量前，与定位设备校对时间，启动测量软件，打开导航文件并设置好定位参数和记录参数，使测深仪与计算机端口通讯连接，进入测量状态，为测船导航，引导测船进入需要测量的断面位置，按图上0.4cm测点间距进行测点定位和测深，并根据软件的偏航显示数据，随时修正测船的航向，使测船始终沿着主测线方向航行，按同样的方法施测其他测线。

3.4数据处理

用南方CASS9.1软件将采集来的数据展点，建立三角网DTM，由计算机自动生成等深线。根据测区水下地形变化特征，将测区的等深距设计为1m。根据水下测点高程，绘制水下地貌，注记地图信息，按相应比例尺制成各测区的地形图打印稿，由参加外业的专业技术人员根据现场实际情况逐项进行分析、检查要求编制成1：500数字水下地形图。

3.5精度检查

检查线基本垂直于主测深线，本次作业要求对于重要工程地段或水上构筑物位置布置的检查线进行实测检查，其长度大于主测深线总长度的5%，检查线与主测深线相交处图上1mm范围内水深点，其高程最大差值为0.2m。

本次外业测量严格按《水运工程测量规范》执行，所有特殊地物及河上设施均按要求测绘：内外业资料及各项检查资料齐全，校审工作认真负责，电脑成图图纸美观，各项技术指标符合《水运工程测量规范》要求，成果可靠，可提供委托方使用。

4结束语

（1）巴州CORS网络RTK结合单波速测深仪应用于水下地形测量中，减少了常规方法中的控制测量环节，大大提高了工作效率，节约了人力物力，采用此种作业模式，只需2人就可以完成一整套的数据采集工作，并可根据需要及时补测。实践证明，此种作业方法在精度上已完全达到《水运工程测量规范》（JTJ203-2001）的相关要求。

（2）使用该系统进行水上作业时，由于载人船只比较大，吃水较深，无法靠近岸邊和浅滩区域，因此仍需配合传统方法测量。我们要根据此系统的优缺点，扬长避短，高精度、高效率的完成各种水上工程和水域测量的任务。另外利用无人船吃水浅、小巧灵活等特点，结合该系统的应用将极大提高水上地形测绘的效率。