淺析水上測量軟件中GPS距離定位延遲的處理

劉傳晶+何華+夏波

摘 要：GPS定位系統(tǒng)在航道測量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但水上測量軟件中GPS距離定位延遲現(xiàn)象降低了定位精度和成圖質(zhì)量，本文主要介紹應(yīng)用“processlag”工具軟件解決GPS距離定位延遲所造成的水深點(diǎn)錯(cuò)位問題。

關(guān)鍵詞：GPS，水深測量，延遲差，水深點(diǎn)錯(cuò)位，校正系數(shù)

1 前言

長江航道部門在航道整治工程、碼頭修建以及城市沿江規(guī)劃等工程上，為了確保施工質(zhì)量，通常采取大比例尺的水深測量，比如1：500；1：1000的水下地形測量。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在水上測量軟件中GPS距離定位模式采集數(shù)據(jù)會產(chǎn)生延遲差，往往會對河岸、航道邊坡水深產(chǎn)生一定的影響，造成水深點(diǎn)錯(cuò)位、等深線不平滑，嚴(yán)重時(shí)河岸、航道邊坡等深線呈波浪形或“S”形，信標(biāo)機(jī)測量不太明顯，RTK測量則比較明顯，而且是測圖比例尺越大越明顯。工程質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求。

對于GPS距離定位延遲所產(chǎn)生的測量成果有誤的問題，應(yīng)用“processlag”工具軟件可在GPS定位數(shù)據(jù)后處理時(shí)進(jìn)行定位延遲改正，使水深測繪成果符合系統(tǒng)測量要求和水深測量規(guī)范要求，以滿足測量單位在大比例尺水深測量方面獲得理想的測繪成果。

2 “processlag”工具軟件進(jìn)行延遲改正

“processlag”軟件的功能是通過進(jìn)行延時(shí)修正，來幫助我們解決時(shí)間延遲所造成的水深點(diǎn)錯(cuò)位問題。

該工具軟件無須安裝，只須拷貝到桌面即可使用，使用時(shí)雙擊該工具軟件圖標(biāo) ，打開工具軟件界面，如下圖窗口所示，“滯后校正系數(shù)”是指需要改正的延遲差，而延遲差是通過測量時(shí)的平均航速求算出來的，也可以通過該工具軟件的平均速度獲得，“滯后處理”是指要修正定位延遲的原始數(shù)據(jù)文件打開路徑和文件名即“打開文件”，“保存文件”是指對處理后的文件進(jìn)行保存的路徑和文件夾，該功能為單一數(shù)據(jù)文件處理，也就是說每次只能處理一個(gè)數(shù)據(jù)文件，而批量處理則是可以同時(shí)選定多個(gè)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行批量處理，處理后的數(shù)據(jù)將被保存在默認(rèn)的“processlag”文件夾內(nèi)，在批量改正時(shí)，每次所選定的原始數(shù)據(jù)文件不能超過15個(gè)，在做批量修改是應(yīng)注意批量選定的順序與編號來避免漏改，修改完后應(yīng)檢查“processlag”文件夾內(nèi)的經(jīng)修改后的數(shù)據(jù)文件是否與要修改的文件數(shù)一致，不一致時(shí)則說明有出現(xiàn)漏改的現(xiàn)象，只要仔細(xì)查對線號就能知道沒修改到的文件，這時(shí)只需要補(bǔ)上即可。

滯后校正系數(shù)，我們可以理解為滯后校正時(shí)間，它是根據(jù)軟件求解一條測線的平均速度或者結(jié)合工程中的經(jīng)驗(yàn)值來確定的。我們這里以延遲0.8秒值來舉例說明：首先在“滯后校正系數(shù)”欄內(nèi)輸入0.8，之后選擇要進(jìn)行延遲改正的原始數(shù)據(jù)文件和確定要保存文件的路徑，進(jìn)行滯后處理，打開的原始文件和修改后的文件格式均為*.org格式文件。

保存文件：修改后所要保存文件的路徑與文件夾名可由自己確定，而保存的文件類型仍然是*.org文件。

3 “processlag”軟件可進(jìn)行數(shù)據(jù)的批量處理

批量處理方法同上，必須注意下面幾點(diǎn)：

1）選擇打開的文件不能過多（<15，根據(jù)單個(gè)文件數(shù)據(jù)量的大小可能存在上浮或下調(diào)），過多會出現(xiàn)文件打不開的情況。

2）批量處理的保存路徑不能進(jìn)行設(shè)置，軟件會在原始數(shù)據(jù)文件夾下自動(dòng)生成名為 的文件夾，修正后的數(shù)據(jù)也將自動(dòng)保存在這個(gè)文件夾內(nèi)，保存類型也為*.org文件。

3）批量處理時(shí)，可能存在不同線之間速度差別很大的情況，在選擇時(shí)應(yīng)該注意，最好是取平均速度。

4）批量處理時(shí)，原始數(shù)據(jù)格式不正確的情況下，軟件是無法進(jìn)行修改的，但在處理后也會生成一個(gè)空的新文件。

4 GPS定位數(shù)據(jù)延遲改正前后效果對比

（圖一）是宜昌航道白洋碼頭沒有經(jīng)過延遲改正的水下測量地形圖。測量儀器：GPS定位儀器為南方靈銳S82T，測深儀型號為無錫HY1601。測量參數(shù)：測圖比例為1：500，定位點(diǎn)距4米，中央子午線111，北京-54橢球，投影方式為高斯投影。測量導(dǎo)航軟件是南方自由行軟件，測量數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理后所得出的DAT數(shù)據(jù)文件在南方CASS7.1成圖系統(tǒng)下進(jìn)行成圖。從下圖中可以發(fā)現(xiàn)：等深線不平滑，嚴(yán)重到航道等深線呈波浪形或“S”形，存在水深點(diǎn)錯(cuò)位跡象。該地形圖既不美觀，測圖定位精度和成圖質(zhì)量也不高。

（圖一）

（圖二）是宜昌航道白洋碼頭GPS定位數(shù)據(jù)經(jīng)過延遲改正后的1：500水下測量地形圖：從圖上可以看出，等深線光滑流暢，圖形美觀，成圖質(zhì)量良好，消除了水深點(diǎn)錯(cuò)位跡象。所以大比例測圖時(shí)，必須經(jīng)過數(shù)據(jù)延遲改正后才能進(jìn)行成圖。

（圖二）

5 結(jié)束語

目前廣大的測量用戶測量平面定位均普及為GPS RTK定位，在水上RTK測量時(shí)受測量軟件數(shù)據(jù)傳輸速度及自身缺陷制約存在距離定位延遲差。因此，建議測量單位在工程大比例尺水深測量時(shí)盡可能采用時(shí)間間隔來采集，這樣就能大大減少軟件推算的距離差，產(chǎn)生明顯的錯(cuò)位而導(dǎo)致成圖質(zhì)量的降低?？傊诠こ虦y量時(shí)，增強(qiáng)工作責(zé)任心，保持均勻的測量航速，在“processlag”軟件里嚴(yán)格進(jìn)行數(shù)據(jù)延遲改正，將大大提高定位精度和成圖質(zhì)量。endprint