摘要：全球定位系统(GSP)在人们的头脑中已不再陌生，在测绘界，GPS更是耳熟能详的词汇。从静态到后差分再到实时差分，从RTD到RTK，GSP在测量领域的发展日新月异。RTK又称实时动态测量技术，以其实时定位、实时显示、精度高、作业快的特点而被应用到许多测绘或监测领域，如大地测量、地籍测量、工程放样、边界监测等。它的出现已经改变传统测量的方式，也正悄悄的改变着传统测量的概念。
关键词：RTK技术；水上测量；应用
0引言
测绘科学技术的重要组成就是地形测量，在相关海道、湖泊测量中，地形测绘构成主要内容，GPS 技术掀起了测绘界技术革命式翻越，这项技术集测量精度高、自动化操作、工作效率高于一身，RTK 技术的增色，进一步使得传统测绘技术发生根本性改变，测绘水平不断达到新的高度。这项技术在一定程度上有利于提升水利服务经济社会发展的能力，实现水资源的可持续开发、利用以及保护。RTK 的成功运用将传统地形测量阶段推向数字化测绘阶段，这些集成处理技术简单、快捷，是先进的测量技术。
1 RTK技术的应用原理与基本思路
RTK技术是GPS技术结合数据传输功能中组成部分，负责实时定位的工作，是近些年来在计算机技术、通讯技术的基础上飞速发展起来的新型实时动态定位的技术。一般情况下分为基准站和流动站两个部分。基准站会将卫星传输的观测数据连续不断发射出去，流动站负责接受并处理数据，经初始化信息将被传输至控制器内，实时计算载波相位的观测值以获得诸如坐标、高程在内的系列指标。常规RTK技术就可以满足大部分工程项目的测绘要求，能够达到分米级的定位精度，因而已经被广泛运用在诸多行业。RTK技术工作的基本思路是：作为已知点将某一台GPS接收机安装在相应点位作为测量的基准点，GPS将追踪一定高度截止角范围视场内所有可见卫星，这样可以做到简易地与未知点上流动站接收机的同步观测，在熟悉的空间相关性的基础上，基准站给出已知坐标点数据，就可以计算出坐标改正数，其次，根据通讯网络技术将系列改正数传输给流动用户，流动机又会不断进行位置修正得到真实位置讯息，实现实时定位工作。这种技术将GPS技术与数据传输技术紧密结合起来，实时进行数据处理得到高精度位置信息。
2水上测量的具体情况
水上测量与陆地测量具有很大的差异，几乎没有水准尺，移动台跑点等相关概念，水上测量是一项针对水上工程施工的手段、监测环节，在许多行业都有水上测量的组成。水上测量的常规测量工作通常会远离海岸，基本与作业船打交道，几乎用不上常规的全站仪、水准仪等仪器。传统的水上测量技术是依靠无线电的双曲线定位体系进行定位的，随后发展成为微波定位。近些年来，GPS技术愈来愈普及，提升了测量导航软件在功能、规模上的性能，水上测量的定位、导航和测量技术进一步向着自动化、智能化和集控化发展。水上测量分为水下地形测量和水上物体定位两类，水上测量在水深测量上的运用主要有海图测绘、水文测绘、航道测绘以及水库测绘等内容，这些工作的内容就是进行测量水深、了解潮汐变化等现象的过程，GPS等探测仪可进行数据处理和地形图片编制；水上定位测量主要应用于航道疏浚、海底石油勘探、填海施工和海底钻探爆破等工程。
水上测量具有如下特点：首先，水上测量所使用的测量仪器均会进行组合使用，一般通过间接测量的方式进行工作；其次，陆地上测量一般可采用转点作业的方法，但是由于水上测量的仪器的架设往往不能实现固定，导致拉大了基准站与流动站单站的测量距离，这种情况经常发生在广阔水域中。现代水上测量技术的应用系统对软件、硬件的要求都很高。软件要求是达到可以进行大比例尺水深、海洋综合勘探的测量，与此同时可以对大规模数据进行处理，在功能上、技术上的测量标准达到一定水平。
3 RTK技术在水上测量中的应用
RTK技术就是实时动态测量技术，它可以进行实时的定位，完成实时的显示，在精度上比较高，同时作业快，因此在很多测绘或者检测的领域都得到广泛的应用。例如在大地测量、地籍测量、边界测量中都可以看到RTK技术的身影。RTK技术的产生使得传统测量的方式得到了改变，同时也使得人们的传统测量理念被改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆RTK技术归根到底是载波相位差分技术，它会在实时的条件之下完成对两个测量站载波相位的观测，并且把基准站采集到的载波相位发送给用户的接收机。
3.1水深测量
单波束测量主要使用GPS-RTK来进行平面的定位和潮位的采集，这是水上测量工作中的一部分内容。在进行水深测量的时候，为了确保仪器的精准度和稳定性，在开展工作之前需要开展稳定性的试验。对于开机进行数据采集来说，它的时间要比实际测量的时间要大，这样才能满足精度的要求。在测量的前后要用实验班进行一次测深仪测深误差的校核，并且进行及时的数据记录，同时对换能器的吃水数据进行观察，计算出它们的平均值，从而将其作为换能器的净吃水。
3.2 RTK技术的改进
为了能够更好地避免多路径效应和数据链丢失所带来的影响，在进行基准站设定的时候，要将其建在远离GPS信号发射物的区域，同时也应该远离高压线和电视台等。在进行地势选择的时候，要尽量选择地势高和交通便利的地方，尽量远离高的建筑物，这样会使得数据链发射和卫星接收工作更好地开展。对于RTK的技术改进工作来说，它的内容是多样化的，需要结合实际的情况来进行选择，例如，测深仪在水下地形测量中的吃水改正就是常要开展的一项技术改进工作。单波束GPS所测定出来的高程点是GPS天线的高程，要想获得水底的高程，就需要进行换能器的吃水改正换算。
3.3单波束测深延时效应的分析
在单波束的水深测量当中，平面的测量和高程的测量是两个不同的技术系统的，平面的定位是由电磁波来进行决定的，它的工作环境在水面上。对于高程定位来说，它一般是由换能器发射的声波所决定，因此它的工作环境一般会在水面下。使用单波束GPS开展水深测量的时候，它在平面定位的速度上比测深的速度要快，因此容易使得在进行测深的时候所获得的数值出现错位，这就是延时效应。定位和测深是两个不同的系统，在进行信号传输的时候会存在着时间的间隔，导致水深值的读取不能进行同步，定位的信息滞后于水深值的录入。为了解决这一问题，可以使用特征点对法和断面整体平移法来进行问题的解决，从而使得RTK技术能在单波束GPS模式下在水上测量中发挥作用。
3.4 RTK测量误差的来源和消弱措施
使用RTK技术来开展水上测量的时候，它的误差主要来源于RTK设备本身的误差、系统误差、测量环境带来的误差和测量员的专业操作情况等等。此外，还会受到天线的相位变化、卫生误差、轨道误差和信号干扰等因素的影响。对于这些存在的误差，是可以通过具体的措施来进行消除的，在日常工作开展的时候，要开展经常性的检验和校验工作，具体要完成对RTK设备的检验，并且加强对操作人员的业务培训工作，利用多种多样的校正方式和方法来使得GPS卫星和仪器之间的误差得到削弱，对RTK在进行有效作业时的半径开展合理的控制。
结束语：综上所述，对于单波束GPS技术来说，它结合RTK技术的原理，诞生出了单波束测深仪，从而在水上测量中发挥重要的作用。这种仪器在进行测深的时候可以连续地进行水深数据的记录，但是无法开展全面的覆盖测量，从而导致测量的效率比较低。尽管该技术在使用上存在着缺陷和不足，但是可以在今后不断地改正和调整，使其在水上测量中可以更好地发挥作用。
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上海市科委科研计划项目（18DZ1100201，19511100200，18220730100）
论文作者:孟庆伟,魏立龙,曹阳威
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/8
标签：测量论文; 技术论文; 水上论文; 水深论文; 波束论文; 实时论文; 误差论文; 《基层建设》2019年第32期论文;