CORS技术与测深仪在水下地形测量中的应用

Abstract: The the Guangxi CORS technology with the depth sounder for underwater topographic survey, you can meet the accuracy requirements, simplify processes, improve efficiency.

Key words: CORS; sounder; underwater terrain

中图分类号 :S932.9+15 文献标识码： A 文章编号：

一.概述

水利工程越来越受到国家的重视，在水利工程建设中，进行水利设施建设之前都要进行水利设施处的水深测量。水深测量传统的方法是在河道中，用全站仪结合测深仪进行测量，这种方法受距离、天气、通视等条件限制，工作效率比较低，特别是在河道较深较宽时难以进行。CORS技术和测深仪的出现和应用，打破了距离和通视等传统方法的限制，提高了测量的精度和效率。本文结合实践经验，介绍利用广西CORS系统结合中海达DH-27T全数字单频测深仪在合浦县总江水闸水下地形测量中的应用。

合浦县总江桥闸位于北海市合浦县廉州镇总江口，始建于20世纪60年代，经多年运营，老化严重。近年来，合浦县紧抓广西泛北部湾经济区开放开发的机遇，利用沿海沿边优势，经济发展迅速，决定对总江桥闸进行除险加固。本次测量要对桥闸附近水上水下地形进行测量。

二.工作原理

广西CORS采用Trimble公司的NETRS接收机作为永久性卫星参考站接收设备，以国际先进的VRS技术作为核心实时差分解算技术，并结合广西测绘局开发的在线坐标转换与精化大地水准面数据服务软件，建立了一套完善的数据与技术服务系统。用户通过GPRS或CDMA等通讯方式向控制中心发送用户概略坐标，控制中心根据用户位置，由系统自动选择一组最佳的固定基准站，生成一个虚拟的参考基站，并根据这些站的相关信息动态计算和发送GPS轨道误差改正，电离层、对流层和大气折射等引起的误差改正，将高精度的差分信号发回用户。这种技术，解算速度快，解算成果可靠，系统覆盖范围广。

水深测量的基本原理是利用RTK测得的GPS天线精确的三维坐标(X, Y, H)， RTK高程结合由测深仪同步测得的水深换算出同一平面位置上的水下泥面的高程或水深值，从而获得水下地形数据。DH-27T全数字单频测深仪内嵌Windows Xp系统，内有海洋测量二合一软件，可与任何GPS联通，把V8接收机接到测深仪的串口上即可进行水深测量，测深软件获取水深值并由测量软件直接调用，水深和定位同步进行。

三、测量实施

(1) 设置流动站参数，包括参考坐标系、投影参数、电文数据格式等。联测测区已有控制点，进行坐标转换求得转换参数，并利用其它已知控制点进行检验，确保转换参数正确。

(2) 将流动站天线与测深仪的换能器安置在同一平面位置，固定在测量船上。测量船采用20t重的挖沙船，以减小船体在风浪中和自身行进中的起伏，将测深仪换能器牢固安置在距船首约1/3处，保证船首分水形成的浪花与气泡对声波的传播速度产生尽可能小的影响。

(3) 打开HD-27T自带的NAV-27软件建立任务，将RTK手簿里的参数输入到测量软件中，设置好图定义;校正参数ΔX，ΔY值抄至NAV-27测量软件里，设置菜单里的固定差改正数为-ΔX，-ΔY，ΔH填至天线高改正菜单里的深度基准面且数值仍为ΔH，GPS天线至水面的高度(h)=2.08-吃水值S。

(4) 设置好后进行通讯实验，保证RTK采集的数据与测深仪同步传输到电脑，流动站根据CORS信号直接获得点位平面坐标并实时传送到电脑上，同时测深仪获得该平面位置的水深数据传送到电脑，即可得该平面位置处水下点的三维坐标。沿计划航线进行深水数据采集。

四数据处理

在数据后处理软件“水深资料处理软件5. 50”中获取任务，打开“水深数据”采集水深取样，取样间隔设为15米，将水深文件中的测深仪测得的水深和GPS高程换算成基于绘图基准面的水深。然后和定位数据一起导入南方Cass成图软件中编辑水下地形图。

在合浦县总江桥闸水深测量中，在浅水区用测深仪测量水深，用测深杆检查对比，水深值差值基本小于0.1m。经过对比，证明中海达V8 RTK与HD-27T设置是准确的。

五作业时应注意问题

(1) 测量前用做好仪器的充电、调试、保证仪器设备能正常工作。

(2) 应用CORS技术，观测成果的质量尤为重要，在进行数据采集之前必须进行观测数据的验证或校核。本次工程中，利用已知控制点进行参数校正后，再找到另外两个已知控制点，用RTK测量结果进行校核，确认无误后方可进行测量。

(3) 水下数据采集时，记录限制要为RTK为固定解，同时要注意数据采集的密度以及对测深仪各项数据的校核，避免因测深仪的各项改正而引起的误差。

六应用体会与结论

传统的水下地形测量分为平面定位、水位标高测定和水深测量三个方而。平面定位常采用极坐标法、交会法等定位方式，精度低、定位与测深同步性差、作业效率不高，受到气候因素影响比较大。随着现代测绘定位技术的发展，数字化测深技术的不断完善，使得水下地形测量归结为高精度三维位置测定与水深测量，“CORS+测深仪”的集成技术将在内陆水下地形测量，尤其是大面积水域水下测量中扮演越来越重要的角色。

(1) CORS技术与常规的GPS RTK作业模式相比，不需要架设临时的基站，不仅节约了架站时间，看守基站人员，而且解决了无线电作业半径的限制，更为重要的是区域差分数据的获取，提高了成果的可靠性。

(2) 平面位置与水深实现高效率、全天候同步测量，作业过程中基本不需要人工干预，定位、测深数据自动存储在指定文件中，实现了自动化、快速准确、大大降低劳动强度，同时由于水域上空开阔，卫星信号几乎没有遮挡，可全天候作业，极大地发挥了GPS的效能，每一个测点同时进行三维定位与水深测量，提高了测点的质量。

参考文献

[1] 卢干斌，袁占乐. 浅谈广西CORS系统;

[2] 刘基余等. 全球定位系统原理与应用[M]. 北京;测绘出版社，1999;

[3] 梁开龙. 水下地形测量[M]. 北京;测绘出版社，1995;

[4] 吴子安，吴栋材. 水利工程测量. 测绘出版社，1993.

[5] 胡家明编译. 水上测量新技术，人民交通出版社，1984