淺述GNSS定位技術在水下測繪中的應用

馬蒨蒨

摘 要：測繪技術手段是限制測繪精度的主要制約因素，隨著我國科學技術的快速發展，眾多新型的測繪技術廣泛的應用于測繪領域中。GNSS定位技術是目前用于水下地形測量的技術之一，對推動我國水下地形測量快速發展起著積極的推動作用。基于此，本文以GNSS定位技術為主，簡要分析了該技術在水下地形測繪中的應用效果，為推動水下地形測繪提供幫助。

關鍵詞：GNSS定位技術 水下地形測繪 應用研究

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-00-02

在我國東南沿海地區水資源較為豐富，同時，風暴潮等也成為了該區域重要的自然災害問題之一，不僅嚴重的威脅著沿海居民的生命安全，還對當地社會經濟產生了較大的影響。因此，如何做好沿海地區防護堤壩工程的修建是有效防治風暴潮的有效措施，而實現這一基本目的的基礎是水下測繪工作[1]。基于此，本文以GNSS定位技術為研究對象，分析其在水下測繪中的應用。

1 測繪區域控制網的建立

在開展沿海地區水下測量之前，需要結合測繪區域的實際狀況制定相應的GPS衛星系統參考網點，并選取合理的坐標系統。為了提高水下測量的精度，一般需要開展大地水準面的精確化處理程序，進而可以確定其正常的高程參數，并選擇相應的國家高程基準。本文以GPS定位系統為基礎，以GNSS衛星定位接收機對測繪區域進行測量工作。在測繪過程中采取同步動態觀測的方式。為了提高測繪精度，本次聯測點數量選用4個。此外，在獲取測繪數據過程中相關測量人員采用LGO平差處理軟件對所獲得的同步靜態觀測數據進行處理，選取適合的平差參數，再利用CORS軟件對平差后的數據進行計算分析，可獲得相應的測量坐標成果，為了提高測量成果精度，可選擇以中誤差作為基礎性的精度指標，如表1所示。

2 控制網的技術指標和精度要求

在完成控制網的布設設計的基礎上，必需滿足相應的技術指標和精度要求。其中基線解算是控制網中技術指標中重要的一個環節，是控制網中觀測時間較長的測站點定位，并以此為起算點，按照一定的坐標系統，如WGS-84坐標系統，采用雙差固定模式解算其他各點。對所獲得的解算基線向量進行預處理工作，進行同步的環閉合差、復測基線較差、異步環閉合差等處理[2]。在相應的坐標系統中開展三維無約束平差可以有效的提出含粗差基線，可以提高內符合精度，進而可以獲得相應的三維坐標、大地經緯度坐標和平面直角坐標等。在計算過程中要充分利用中誤差、距離中誤差和距離相對中誤差等參數，可以有效的提高水下測量的精度。

3 水下地形測量

水下地形測量按其工作環境不同分為外業操作和內業操作兩部分，本文主要講述水下測量的外業操作部分。水下地形測量是由GNSS接收機、數據通信鏈、數字化測深儀、便攜式計算機及其其他附屬軟件組成，其外業操作步驟可分為三步進行[3]：（1）測量前的準備工作，借助LeicaSr530型號的GNSS衛星接收機和數字化測深儀等對測繪區域的水源深度進行大致的測量，為提高測量結果的可靠性奠定基礎，也為外業安全操作提供幫助；（2）數據的采集工作，測量工作人員在測繪過程中根據實際情況標注出重點的測繪區域，并對及時獲得的測繪數據開展整理工作確保外業獲得數據的真實性和可靠性，此外，在利用該技術進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地形地貌的，可以有效地提高測量精度；（3）數據的處理工作，主要表現在對外業獲得的測量數據的處理方面，如同步的環閉合差、復測基線較差、異步環閉合差等，進而可獲得最終的數據處理結果。

此外，在外業測繪過程中需注意以下事項：（1）風速對水下測量精度的影響很大，以此，在水下地形測量過程中多選擇在基本無風的天氣下進行，并采用斷面法進行測量工作，在已有的陸地地形成果圖上事先做好斷面測量計劃，使得設計線路與航道方向呈垂直方向；（2）GNSS-RTK儀器與數字化測深儀要保持水平位置一致，且要確保測深儀垂直于水面，可以有效地提高測量的準確度和提高精度[4]；（3）水下地形測量采集密度以能夠反映水下地形地貌的基本狀況為基本原則，在水下地形復雜的區域要及時增加采集密度，在水下地形簡單的區域可稀疏控制；（4）水下地形測量應該沿著測繪區域邊部向外擴展約100m，可以提高測繪成果的質量；（5）水下地形測量過程中要及時檢查測深線測量，檢查不同時間段所獲得的斷面測深值的準確性。

4 結語

隨著現代化測繪技術的革新，各種測量方法廣泛的應用于測繪工作中。水下地形測量是限制我國沿海區域修建防護風暴潮等工程的重要因素，GNSS定位技術可以獲得較高的水下測量精度和三維坐標，對大面積水域地形測量有著重要的現實意義。基于此，本文以GNSS定位技術為研究對象，講述其在水下地形測繪中的應用，為推動水下地形測量快速發展奠定基礎。

參考文獻

[1] 李曉晨，劉文國，董溫榮.GNSS定位技術在水下測繪中的應用[J].山東水利，2016（12）：8-9.

[2] 楊娟娟.CORS-RTK與測深儀聯合作業在水下地形數據采集中的應用探究[J].科技創新與應用，2017（17）：192.

[3] 沈勤.GNSS定位技術在水下測繪中的應用[J].中國戰略新興產業，2018（36）：145.

[4] 韓揚.GNSS結合多波束技術在樂山大佛水域勘查中應用研究[D].吉林大學，2017.