蘇宇

摘?要： 伴隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新興測繪技術(shù)應(yīng)用到測繪領(lǐng)域，GNSS定位技術(shù)在水下測繪中的應(yīng)用提高了測量的精度和效率，有力的推動了水下測繪工作的開展。

關(guān)鍵詞： GNSS定位技術(shù);水下測繪;應(yīng)用

【中圖分類號】P228.4?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）03-0180-01

引言：在我國海地區(qū)水資源較為豐富，同時(shí)，風(fēng)暴潮 等也成為了該區(qū)域重要的自然災(zāi)害問題之一，不僅嚴(yán)重的威脅著沿海居民的生命安全，還對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)產(chǎn)生了較大的影響。因此，如何做好沿海地區(qū)防護(hù)堤壩工程的修建是有效防治風(fēng)暴潮的有效措施，而實(shí)現(xiàn)這一基本目的的基礎(chǔ)是水下測繪工作?；诖耍疚囊訥NSS定位技術(shù)為研究對象，分析其在水下測繪中的應(yīng)用。

1?GNSS定位技術(shù)概述

1.1?GNSS定位的基本原理

通過組成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，將無線電信號發(fā)射臺從地面點(diǎn)搬到衛(wèi)星上。應(yīng)用無線電測距交會的原理，便可由三個(gè)以上地面控制站交會出衛(wèi)星的位置，反之利用三個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會出地面用戶接收機(jī)的位置。

1.2?GNSS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1?觀測時(shí)間短

傳統(tǒng)的相對靜態(tài)定位方法，一條基 線的相對定位完成觀測時(shí)間需要 1-3小時(shí)，而利用 GNSS技術(shù)快速相對定位方法觀測時(shí)間僅僅需要幾十分鐘，甚至幾分鐘。

1.2.2?測站間無需通視

GNSS技術(shù)這一屬性是以往的測量儀器不能相提并論的。水下觀測的環(huán)境是非常復(fù)雜的，會給觀測帶來極大的影響。而利用GNSS定位技術(shù)只要流動站和基準(zhǔn)站的上方?jīng)]有明顯的遮擋物或電磁波影響便能正常工作。

1.2.3?定位精度高

大量實(shí)踐表明，只要GNSS接收機(jī)可以正常工作，高程精度不大于3cm，平面精度不大于lcm。相信隨著數(shù)據(jù)和觀測技術(shù)的改善，定位精度會越來越高。

1.2.4?操作簡便

GNSS的自動化程度非常高，常規(guī)的測量需要輸入大量的數(shù)據(jù)，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。觀測中只要實(shí)時(shí)關(guān)注儀器的工作狀態(tài)，量取儀器高，采集數(shù)據(jù)就可以，儀器自動會跟蹤觀測和數(shù)據(jù)記錄等一系列操作。

2?GNSS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1?GPS

GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的前身是美國海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，其具有全能型、實(shí)時(shí)性、全天候等優(yōu)勢，能夠給客戶提供精準(zhǔn)的二維坐標(biāo)以及速度等方面的導(dǎo)航信息。至今，GPS系統(tǒng)共擁有T作衛(wèi)星31顆，依據(jù)GPS現(xiàn)代化策略，美國正在推進(jìn)對GPS系統(tǒng)的升級工作，GPS-2F衛(wèi)星為GPS系統(tǒng)由第二代向第二代發(fā)展的最終過渡型號，將會繼續(xù)提高GPS系統(tǒng)的定位精度。美國的GPS系統(tǒng)現(xiàn)代化改造完成后將可以在很大程度上解決GPS系統(tǒng)的脆弱性問題，將可以為全世界的客戶提供精度更高、更為安全可靠的定位服務(wù)。當(dāng)前美國正在著手研制第三代GPS系統(tǒng)，首顆GPS-3衛(wèi)星已于2014年發(fā)射升空，計(jì)劃在2035年左右將整個(gè)GPS-3星座構(gòu)建完成，并將 GPS-2完全替換。第三代 GPS系統(tǒng)將會以全新的衛(wèi)星星座布局與結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級，計(jì)劃將會以33顆 GPS-3衛(wèi)星來組建 HEO與GEO相融合的新式GPS混合星座。除此之外，還在導(dǎo)航系統(tǒng)中第一導(dǎo)航定位信號上增加新的LIC碼，導(dǎo)航信息更加全面，導(dǎo)航信息精度也得到了提升。

2.2?GLONASS

繼GPS系統(tǒng)之后的世界上第二個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為GLONASS系統(tǒng)，GLONASS系統(tǒng)由前蘇聯(lián)國防部獨(dú)立研發(fā)，2001年8月開始，俄羅斯開始對GLONASS系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)并進(jìn)行現(xiàn)代化升級，直至2012年初，GLONASS系統(tǒng)才恢復(fù)全面的運(yùn)行，俄羅斯又相繼發(fā)射了六顆衛(wèi)星，計(jì)劃將整個(gè)GLONASS系統(tǒng)星座的運(yùn)行衛(wèi)星數(shù)目提 升至三十顆，并于2015年將定位精度提升至3米以內(nèi)。當(dāng)前 GLONASS系統(tǒng)與 GPS系統(tǒng)的定位精度基本一致，可以在L1頻點(diǎn)上完成兼容。

3?GNSS定位技術(shù)在水下測繪中的應(yīng)用

3.1?水下地形測量

（1）測量前的準(zhǔn)備工作，借助 LeicaSr530型號的GNSS衛(wèi)星接收機(jī)和數(shù)字化測深儀等對 測繪區(qū)域的水源深度進(jìn)行大致的測量，為提高測量結(jié)果 的可靠性奠定基礎(chǔ)，也為外業(yè)安全操作提供幫助;（2）數(shù)據(jù) 的采集工作，測量工作人員在測繪過程中根據(jù)實(shí)際情況標(biāo) 注出重點(diǎn)的測繪區(qū)域，并對及時(shí)獲得的測繪數(shù)據(jù)開展整理 工作確保外業(yè)獲得數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，此外，在利用該技術(shù)進(jìn)行水下地形測量過程中要盡可能將測量儀器垂直于水面，確保所反映的水下地形是最接近真實(shí)地形地貌的，可以有效地提高測量精度;（3）數(shù)據(jù)的處理工作，主要 表現(xiàn)在對外業(yè)獲得的測量數(shù)據(jù)的處理方面，如同步的環(huán)閉 合差、復(fù)測基線較差、異步環(huán)閉合差等，進(jìn)而可獲得最終 的數(shù)據(jù)處理結(jié)果

3.2?水下測繪外業(yè)操 作方法

（1）水下地形測量基本在無風(fēng)的天氣進(jìn)行，采用斷面法施測，先在已有陸地地形圖的基礎(chǔ)上，預(yù)先按技術(shù)要求做好斷面計(jì)劃線。計(jì)劃線根據(jù)海面情況布置成與航道方向大致成垂直的方向。斷面間距為100m。（2）將GNSS RTK儀器安裝在測深儀探頭上，船上GNSSRTK儀器與測深儀平面位置一致，并保證測深儀垂直 于水面。（3）水下地形采集密度以能顯示出水下地形特征為原則。水下地形變化復(fù)雜區(qū)域測深儀采集點(diǎn)距適當(dāng)縮短以反映地形特征，滿足水下地形等高線的勾繪。對于淺水或船不能到達(dá)的區(qū)域采取測量人員穿下水褲涉水測量。（4）水下地 形測量沿作業(yè)邊界往外擴(kuò)測100m，以滿足要求。水深測量期間進(jìn)行測深檢查線測量，檢查線貫穿整個(gè)測區(qū)，用以檢查不同日期、不同時(shí)間、不同潮時(shí)所測斷面測深值的正確性，從而保證水深測量成果質(zhì)量。測深檢查線垂直于主測深線方 向布設(shè)。其總長度大于主測深線的5%，對檢查線與水深測量斷面的水深重合點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

結(jié)語：隨著著現(xiàn)代化測繪技術(shù)的革新，各種測量方法廣泛的應(yīng)用于測繪工作中。水下地形測量是限制我國沿海區(qū)域修建 防護(hù)風(fēng)暴潮等工程的重要因素，GNSS定位技術(shù)可以獲 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。

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