水下測繪中GNSS定位技術(shù)的應(yīng)用分析

初良杰

齊齊哈爾市勘察測繪研究院 黑龍江齊齊哈爾 161003

GNSS作為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，在定位測量過程中，其是借助于偽距、星歷和衛(wèi)星發(fā)射時間等測量方法來實現(xiàn)精準定位，具有較強的適應(yīng)性，沒有過多條件限制，而且測量過程中不受障礙物影響，具有較高的兼容度，這也使其測量過程中測量數(shù)據(jù)收集和處理速度較快，在水下測繪中應(yīng)用取得了較好的成效。

1 GNSS技術(shù)概述

GNSS并不是獨立的系統(tǒng)，其主要北斗系統(tǒng)、GPS、GLONASS、GsIiIeo四大系統(tǒng)共同組成，具有快速性、動態(tài)性和非通視性等特點，而且在具體測量過程中不受地理和氣候等因素制約，在水利工程測量中應(yīng)用廣泛。但在應(yīng)用過程中也存在一些問題，這對于測量質(zhì)量帶來了一定的影響。因此水下測繪中應(yīng)用GNSS技術(shù)過程中，需要解決電離層折射問題。由于信號在電離層作用下會出現(xiàn)折射現(xiàn)象，改變信號的路徑，使測量的信號出現(xiàn)彎曲的情況，這必然會影響到信號的傳播速度，同時測量結(jié)果在精度上也會存在一定的偏差。因此在水下測量過程中，需要選擇適宜的時間段，以此來保證測量結(jié)果的精度，減少偏差情況的發(fā)生。同時在測量過程中還需要采用多種頻率的觀測值，模型要以電離層的延遲來進行修正和調(diào)整，并通過對高差的有效觀測，從而實現(xiàn)對測量誤差的有效控制[1]。

2 水下測繪中GNSS定位技術(shù)的應(yīng)用

2.1 建立測繪區(qū)域控制網(wǎng)

在具體水下測量工作開展之前，需要與測繪區(qū)域的具體情況相結(jié)合，并制定GPS參考網(wǎng)點，選擇適宜的坐標系統(tǒng)。通常會采用大地水準面的精確化處理程序，對高程參數(shù)進行確定，選擇相應(yīng)的國家高程基準，以引來提高水測量的精度。一般測繪過程中會應(yīng)用同步動態(tài)觀測的方法，并以GPS定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以GNSS衛(wèi)星定位接收機針對測繪區(qū)域?qū)嵤y量。通過選擇相應(yīng)的聯(lián)測點來提高測繪的精度。在針對相關(guān)測繪數(shù)據(jù)在獲取過程中，測量人員宜利用相關(guān)軟件處理具體的觀測數(shù)據(jù)，并選取適宜的平差參數(shù)。同時還要利用相關(guān)軟件計算分析平差后的數(shù)據(jù)，獲得具體的測量坐標成果，在具體計算過程中，宜選擇以中誤差為基礎(chǔ)性的精度指標，這樣對提高測量成果的精度具有積極的作用[2]。

2.2 控制網(wǎng)的技術(shù)指標和精度要求

控制網(wǎng)布設(shè)完成后，要求其與相應(yīng)的技術(shù)指標和精度要求相符。在控制網(wǎng)技術(shù)指標中較為重要的一個環(huán)節(jié)即為基線解算，具體以控制網(wǎng)中觀測時間較長的測站點進行定位，并以此作為起算點，根據(jù)一定的坐標系統(tǒng)，并采用雙差固定模式來對其他各點進行解算。同時還要針對獲得的解算基線向量實施預(yù)處理，并同步完成環(huán)閉保差、復(fù)測基線較差和異步環(huán)閉合差等的處理工作。在相應(yīng)的坐標系統(tǒng)中，通過開展三維無約束平差，并提出含粗差基線，這對于提高精度及獲得相應(yīng)的三維坐標、大地經(jīng)緯度坐標和平面直角坐標等極為重要。

3 水下地形測量工作

在就有和GNSS定位技術(shù)進行水下地形測量過程中，需要與相關(guān)的數(shù)值和分析要點進行優(yōu)化處理，提高測量工序的完整性。具體還需要利用到數(shù)字化測深食品和數(shù)據(jù)通信鏈等軟件，積極構(gòu)建相應(yīng)的測繪系統(tǒng)，從而保證水下地形測量工作的順利進行。

3.1 測前準備工作

在測量開始之前，所有設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件都要保持良好的運行狀態(tài)。測量工作后，水源深度的測定需要借助于GNSS衛(wèi)星接收設(shè)備和數(shù)字回聲探測設(shè)備，有效的提高數(shù)據(jù)的有效性和完整性，確保作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。基于作業(yè)模式下，在基準站作業(yè)過程中，需要利用數(shù)據(jù)鏈來分析和傳遞觀測值和測站坐標信息，并進行相應(yīng)整理向流動站進行輸送，數(shù)據(jù)鏈在接收基準站數(shù)據(jù)后，能夠進一步提高數(shù)據(jù)采集和觀測的效率。在具體操作過程中，技術(shù)人員對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進行觀測值差分實時處理過程中，要求定位精度要控制在厘米級。而且基準站和移動站之間需要以4個以上的衛(wèi)星行為觀測跟蹤體系，進一步提高處理的效果。

3.2 采集測量外業(yè)數(shù)據(jù)

針對外業(yè)數(shù)據(jù)具體采集過程中，需要對測量過程和測量重點進行整合，強化對測量體系的管理。針對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行集中分析和歸納。外業(yè)數(shù)據(jù)采集時一般宜選擇在無風天氣下進行，具體要應(yīng)用斷面法進行測量和分析，并繪制陸地地形圖，與相應(yīng)的參數(shù)相結(jié)合，按照具體的要求完成斷面分析。在利用GNSS定位技術(shù)時，測深儀需要與水面保持垂直，從而將水下地形的特征更好的顯示出來，進一步提高測量的準確性。在數(shù)據(jù)處理過程中，需要針對檢查線和水深測量斷面參數(shù)進行有效的管理和控制，確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的實時性，從而獲取具體的數(shù)據(jù)成果[3]。

3.3 外業(yè)測繪中需要注意的事項

由于風速會對水下測量精度帶來較大的影響，因此在水下地形測量過程中，宜選擇在無風的天氣下進行，并根據(jù)現(xiàn)有的陸地地形成果圖提前做好斷面測量計劃的制定，設(shè)計線路與航道方向宜保持方向上的垂直。GNSS-RTK儀器和數(shù)字化測深儀水平位置上宜保持一致性，且測深儀需要與水面保持垂直，進一步提高測量的精準度。在水下地形測量過程中，以能夠反映水下地形地貌的基本狀況作為采集密度的基本原則，針對一些相對復(fù)雜的區(qū)域，還應(yīng)適當?shù)脑黾硬杉芏龋唵螀^(qū)域采集密度可以適當稀疏。在具體測量過程中，沿測繪區(qū)域邊部向外擴展100m進行測量，這樣對于測繪成果質(zhì)量的提高具有積極的意義。另外，實際測量時還需要對測深線測量進行及時檢查，并對不同時間段獲得的斷面測深值的準確性進行檢查。

4 結(jié)語

目前GNSS定位技術(shù)相對成熟，在具體應(yīng)用過程中更具便捷性。在水平測繪工作中利用GNSS定位技術(shù)實施全面分析，能夠獲取到更高精準度的測量數(shù)據(jù)和三維坐標，在大面積水域地形測量中具有極為重要的意義。而且隨著技術(shù)的不斷進步，再加之對高程獲取參數(shù)進行完善，對于水下測繪工作的開展能夠起到重要的幫助。