GNSS定位技術(shù)在水下測繪中的應(yīng)用分析

羅代安

摘 要：隨著GNSS技術(shù)、激光掃描技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水下測繪技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。本文分析了GNSS定位技術(shù)在水下測繪的應(yīng)用，以期給同行人員做參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GNSS定位技術(shù)；水下測繪；控制網(wǎng)；指標(biāo)

在進(jìn)行水下測繪工作是以防御沿海風(fēng)暴潮災(zāi)害為主要目的，具備防潮、防浪及防沙的功能，兼具汛期行洪排澇、控制海域污染、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)等功能，是保證城市建設(shè)的重要屏障。對于大面積水域和海域構(gòu)建水下地形地貌和DEM獲取是一種極為實(shí)用、穩(wěn)健和經(jīng)濟(jì)的方式。隨著GNSS技術(shù)、激光掃描技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水下測繪技術(shù)會(huì)不斷的完善和進(jìn)步。

一、建立測區(qū)控制網(wǎng)

在進(jìn)行集中現(xiàn)場勘查后，要結(jié)合具體地形情況和要求設(shè)立GPS衛(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行參考網(wǎng)站的站點(diǎn)布局結(jié)構(gòu)，選取適宜坐標(biāo)系，確保能將測量聯(lián)測點(diǎn)和起算點(diǎn)作為根本依據(jù)。并且，為了有效提升整體測量水平，也要進(jìn)行大地水準(zhǔn)面的精確化處理，從而有效獲取大地正常高系統(tǒng)的具體高程參數(shù)，采取國家高程基準(zhǔn)。

本文選取首級GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，利用GNSS衛(wèi)星定位接收機(jī)對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行測定，基礎(chǔ)性作業(yè)形式主要采取的是同步靜態(tài)觀測的方式，為了從根本上保證測定數(shù)據(jù)的完整性，要利用GNSS定位進(jìn)行參考坐標(biāo)選取，有效結(jié)合連續(xù)運(yùn)行參考網(wǎng)點(diǎn)的聯(lián)測數(shù)據(jù)展開分析，需要注意的是，聯(lián)測點(diǎn)的數(shù)量最好為4個(gè)，借助整體布網(wǎng)的處理機(jī)制保證整體數(shù)據(jù)得以合理性處理 。

另外，要借助LGO平差處理軟件對靜態(tài)測量的相關(guān)數(shù)據(jù)予以合理性分析和判定，有效整合平差參數(shù)的同時(shí)，借助CORS就能對數(shù)據(jù)展開起算分析，從而得出坐標(biāo)成果。依據(jù)全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，在進(jìn)行GPS控制網(wǎng)測定的過程中，要利用中誤差作為基礎(chǔ)性精度技術(shù)指標(biāo)體系，將兩倍中誤差作為整個(gè)測定過程的極限誤差，能滿足基礎(chǔ)要求的D級精確結(jié)構(gòu)。

二、建立控制網(wǎng)指標(biāo)

在進(jìn)行實(shí)際測定的過程中，也要對基線解算過程予以判定和分析，有效借助網(wǎng)中觀測工作對測站的單點(diǎn)進(jìn)行集中定位，有效獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)坐標(biāo)。并且，要將數(shù)據(jù)坐標(biāo)作為整個(gè)測定工作的起算點(diǎn)，應(yīng)用雙差固定解算模式，就能科學(xué)化解算出其他相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)，保證數(shù)據(jù)處理工作的有效性。需要注意的是，在實(shí)際測定工作開展后，要對解算的基線向量展開系統(tǒng)化預(yù)處理工作，確保能全面統(tǒng)計(jì)同步環(huán)閉合數(shù)據(jù)差以及復(fù)測基線的數(shù)據(jù)差，最重要的是，還能測定出異步環(huán)閉合差。整合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)坐標(biāo)后，就能完成三維無約束平差分析，一定程度上提出含有粗差基線的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且集中檢查符合精度參數(shù)要求的數(shù)據(jù)組，保證計(jì)算出的基線向量均為正值，最后統(tǒng)計(jì)基線的絕對誤差和相對誤差。在實(shí)際控制網(wǎng)指標(biāo)分析和判定的工作中，三維坐標(biāo)、大地經(jīng)緯坐標(biāo)以及平面坐標(biāo)是非常關(guān)鍵的坐標(biāo)參數(shù)結(jié)構(gòu)，能對統(tǒng)計(jì)點(diǎn)位的中誤差進(jìn)行合理性管控，并且依據(jù)三維無約束平差數(shù)據(jù)就能對二維目標(biāo)和距離相對中誤差等數(shù)據(jù)予以判定，得出基本的控制網(wǎng)指標(biāo)體系，提高測量工作的基本效率。

三、水下地形測量工作

在對水下地形進(jìn)行集中測量的過程中，要結(jié)合具體數(shù)值和分析要點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化測量和處理，保證測量工序的完整性。即水下地形測量工作借助GNSS定位技術(shù)，應(yīng)用數(shù)字化測深儀器和數(shù)據(jù)通信鏈等軟件建立相應(yīng)的測繪系統(tǒng)，確保具體工作能有序開展。

第一，要進(jìn)行測前準(zhǔn)備，保證相關(guān)設(shè)備和數(shù)據(jù)處理工作軟件都能處于正常運(yùn)行狀態(tài)。在實(shí)際測量工作開始后，要借助雙頻GNSS衛(wèi)星接收設(shè)備和數(shù)字回聲探測設(shè)備完成水源深度的測定工作，確保數(shù)據(jù)的完整性和有效性，提高作業(yè)的安全穩(wěn)定程度。并且，在作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站要借助數(shù)據(jù)鏈對觀測值和測站坐標(biāo)信息進(jìn)行分析和傳遞，有效整理后就直接輸送到流動(dòng)站，以保證數(shù)據(jù)鏈在接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)后完善數(shù)據(jù)采集和觀測效率。需要注意的是，技術(shù)人員要對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測值差分實(shí)時(shí)處理，確保定位結(jié)果精度能控制在厘米級，歷時(shí)要控制在1秒以內(nèi)。另外，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間要保證4個(gè)以上的衛(wèi)星行為觀測跟蹤體系，以提高處理效果和基本水平。

第二，要對外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集測量，要整合測量過程和測量重點(diǎn)，針對具體測量體系保證管理工作的有效性。并且，要集中外業(yè)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納總結(jié)。一般而言，要將外業(yè)數(shù)據(jù)處理工作控制在無風(fēng)的天氣，利用斷面法進(jìn)行有效測定和分析，先要進(jìn)行陸地地形圖繪制，然后結(jié)合相應(yīng)的參數(shù)按照要求完成斷面分析。另外，在應(yīng)用GNSS定位技術(shù)的過程中，要保證測深儀能有效垂直水面，以此保證能充分顯示出水下地形的特征，從而一定程度上提高測量工作的準(zhǔn)確性。

第三，對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，保證處理工序結(jié)束后能得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)成果。要注意的是，在數(shù)據(jù)處理的過程中，也要對檢查線和水深測量斷面參數(shù)予以管控，保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的實(shí)時(shí)性。

四、結(jié)束語

總而言之，經(jīng)過近幾年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GNSS定位技術(shù)更加成熟。在操作上更加簡便、觀測時(shí)間短、精確度高、可全天候作業(yè)，在利用GNSS定位技術(shù)對水下測繪工作進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，GNSS定位技術(shù)可以獲得較高的水下測量精度和三維坐標(biāo)，對大面積水域地形測量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。在今后的工作中我們要有效配置姿態(tài)矯正儀器，合理性完善高程獲取參數(shù)，確保能建立更加實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用管理方式，實(shí)現(xiàn)水下測繪技術(shù)的全面可持續(xù)發(fā)展。

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