基于CORS与多波束的水下地形测量系统应用研究论文_练伟东

基于CORS与多波束的水下地形测量系统应用研究论文_练伟东

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摘要:基于CORS与多波束的水下地形测量系统应用研究,首先应该掌握CORS网络RTK结合单波速测深仪地下水地形测量作业,之后分析实施测量和作业需要注意的问题,再掌握CORS与多波束的水下地形测量工艺流程,得出CORS与多波束的水下地形测量工艺流程,从而全面阐述CORS与多波束的水下地形测量系统应用研究重要性。

关键词:CORS技术;多波束;地形测量;系统应用

引言:国家经济结构的不断完善,水利工程受到国家的重视。通常在水利工程施工之前,都会对水利设施处的水深,进行测量。要是按照传统的方式,测量的方法在河道中,需要采用全站仪,之后在结合测深仪进行测量,但是这样的方式会受到诸多因素的影响,比如,距离、天气和通视等,影响工作时间和效率,尤其是在河道比较深的地方难以进行。但是采用CORS技术和测深仪已经完全改变这样的现状,还打破距离和通视等传统方式,有效提高工作效率和精准度。

1.CORS网络RTK结合单波速测深仪地下水地形测量作业

针对地下水测量的方式具有很多种类,主要是包括水深测量和定位测量两个部分,但是单波速测深仪主要是对水深进行测量,CORS技术主要是对水面进行定位和对水高进行测量。通常在实际工作中,测深仪换能器的上方,要安装CORS仪器,有效的提高工作质量。再将一根固定长度的杆件,把测深仪的换能器紧密链接在一起,进行同步工作,并且在RTK测量三维坐标的过程中,使用测深仪还能测量出水的深度。但是在作业的过程中,所有数据都需要记在随船携带的笔记本上,这样才能够有效的反映出设计和规范要求上出现问题,及水下地形变化状况,船舶速度,工作人员要是发现偏差,相关工作人员应该及时处理和调整,避免影响后期的工作,以满足水下测图精度的需要,才能保证工作的顺利进行。

2.实施测量

2.1设置测量流动站,显示参数值,主要包括坐标系、投影参数值等相关数据。联测测区已有控制点,对坐标参数值进行转换,同时利用其他的控制点,进行检验,保证转换参数的正确性。

2.2相关工作人员要把流动站天线与测深仪的换能器一起安装在同一个平面位置,测量船应用20吨的挖沙船,这样减小船体在风浪中和自身起伏,同时需要把测深仪换能器牢固安置在距离船的三分之一处,避免对声波和传声速度造成影响。

2.3工作人员可以采用HD-27T系统中的NAV-27软件,完善任务量,之后再采用RTK中的阐述输入到测量软件之中,设置好进行定义。至NAV-27软件进行录入ΔX,ΔY值,并且要设置好菜单的固定差,对-ΔX,-ΔY,ΔH数值进行更改,并且以菜单里的深度为基准,且数值仍为ΔH,GPS天线至水面的高度(h)=2.08-吃水值S。

2.4相关设施等设置好后,进行通讯实验,但是一定要保证RTK采集的数据雨测深仪同步,同时能够传输到电脑里,根据流动站CORS信号,直接获取点位平面坐标,实时传送到电脑上面。同时测深仪获得平面位置的水深数据一定要保存好,传送到电脑上,便可以得出平面位置处水下点的三维坐标,为工作人员提供有效的数据。

3.作业需要注意的问题

3.1在实施测量之前,相关工作人员需要做好仪器的充电, 设备的调试,保证仪器等能够正常工作。

3.2采用CORS技术,最重要的是观测成果的质量,再对数据采集之前,应该对相关数据信息进行认真核对及验证。在本次工程当中,利用知己控制点,进行参校正,之后再找到两个控制点,最后工作人员采用RTK进行核对,保证没有问题下,才能够测量。

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3.3水下采集的过程中,需要采用为RTK技术,作为固定解,并记录限制。同时,还需要采集数据的密度,对测深仪各项数据进行核对,这样做主要目的就是减少误差,保证工程顺利实施。

4.CORS与多波束的水下地形测量工艺流程

结合CORS技术原理的差分进行全面分析,主要是由多个连续基准站,对卫星观测进行持续跟踪,对区域模型进行改正,并且通过VPN网络,进行不间断的播发,但是在RTCM或者CMR格式卫星差分信号等,在流动站采用终端接收机进行校正。但是在测量的过程中,主要包含电离层和对流层等误差,会影响工作进度和质量,但是实时动态测量精准平面是2cm,高程3cm.针对部分的精度要求,实施工程测量项目,流动站安装服务器,能够有效的对静态数据进行分析。

多波束主要是采用超声波的工作原理,主要是利用换能器发送超声波的信号,声波经过水体等出现反射和折射的现象,在此回到换能器当中。在水体中,通过测定信号,在水体中往返传播时间,来解析水体深度。同时多波束换能器也叫做声呐阵列测深扫描器,探测地形起伏的状态,需要获取正交面水深数据,才能够完成水下的作业。当对河流沿岸地形测绘及航道水面定位的时候,可以采用CORS技术进行定位分析。实时快速开展采集工作,在船上接入CORS网络技术。

5.CORS与多波束的水下地形测量系统应用展望

在传统的水下地形测量方式,具有三种方式,一种是平面定位、水位标高测定和水深测量等。但是平面定位所采用极坐标法交会法等定位方式,这样的精度低,在一定程度上会影响工作效率,同时还会受到气候的影响。但是随着科学技术的进步,对测绘定位技术不断的发展,完善数字化测深技术,同时还需要专业人员,对水下地形进行整个,需要高精度三维位置测定和水深测量等。CORS与多波束的集成技术,可以在地形测量,同时还能够大面积水域水下测量中发挥重要的作用。

CORS技术和GPS RTK技术相比较,比较先进地方在于不需要进行架设临时基站,这样不仅会节约了架站的时间,还不用人去看守,有效解决了无线电作业的限制,最重要的是获取区域差分的数据,从而提高工作成果的可靠性。平面位置与水深需要高效率和全天同步的测量,在施工的过程中,基本不需要人工实施,在整个过程中实现自动化和快速准确,才能够大大降低劳动力的强度,提高工作效率。因为水域上空比较开阔,卫星信号几乎没有任何的遮挡,在全天施工下,能够有效发挥GPS的功效,提高测点的质量。

结语:总而言之,通过与传统验证方式,进行精度对比实验,CORS和多波束联合测量方式,在水下测绘中的精度。整个CORS通信过程,都是浏览器自动完成,不需要用户参与。完全可以达到国家要求标准。并且,数据标准偏差非常小,测量精度具有收敛性和可靠性,各个方面优越于传统的作业方式,但是这样方式在水利工程施工中,是水系资源开发与保护的基础数据来源,在一定程度上,海洋底质,河流水系等基础资料的获取效果和成果质量。由集成GNSS导航、多源传感器、数据处理模块等构成的多波束测量系统,在海底地质调查、航道测绘等方面,极大提升了数据效率。伴随CORS定位技术的发展,研究利用差分定位与测扫声呐定位的方法,对优化航道一体化测绘的成果精度,具有重要的科学意义。

参考文献:

[1]任洪玉.基于CORS与多波束的水下地形测量系统应用研究[J].山东工业技术,2019(01):132.

[2]史磊.单波束测深系统与浅水多波束测深系统在水下地形测量中的对比分析[J].黑龙江水利科技,2018,46(05):32-34.

[3]马齐国.多波束水下地形测量系统在榕江堤防险段监测的应用[J].科技与创新,2014(11):146-147.

[4]林进条,张雪英.多波束水下地形测量系统在肇庆景丰联围监测的应用[J].水利科技与经济,2009,15(05):455-457.

论文作者:练伟东

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/6

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