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    随着GPS-RTK定位技术的不断发展,其具有精度高、速度快、节省人力物力、不必点间通视、不受天气控制、施测灵活等优点,且其性价比也不断提升,在各个领域获得广泛应用,对其在海洋测绘中的应用,是研究和应用的一个重要领域。本文阐述GPS-RTK技术原理,以及它在海洋测绘中的技术应用,分析技术应用的组成,总结使用该项技术的实践经验及优化提高。 关键词海洋测绘;GPS-RTK;原理;技术应用 引言 近年来,随着外海深水港口、大跨度桥梁、水上建筑物等基础工程建设的不断增加,航务工程施工单位迎来了新的机遇和挑战.水上施工测量作业是港口码头施工的关键项目。以往水上测量定位控制采用的经纬仪前方任意角(或直角)交会法已逐渐不能满足现在工程对远距离、高精度、快速沉桩定位、全天候、白体化施工等要求。随着GPS-RTK定位技术的不断完善,其在海洋测绘上保证了数据、图形的精确性、定位精度、速度等方面。可以满足水上工程测量定位控制的需要,显示了GPS-RTK测量定位系统实际应用的可行性及广泛的应用前景。 1、RTK技术的理论和参数求取 1.1RTK定位原理及关键技术 GPS-RTK技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,其系统主要由基准站、流动站和数据传输系统三大部分组成。在RTK工作过程中,选择已知控制点或支点作为参考点,并在其上架设RTK基准站,连续实时接受全球定位系统(GPS)卫星信号。在RTK流动站,要先进行设备初始化,待完成整周模糊度的搜索求解获得窄带固定解后,再进行RTK作业。 RTK相比较于常规方法的优势在于它可以在野外实时获取cm级的精确度,而不像其他测量方法需要再进行数据解析后才能够得出cm级的精度。这是因为RTK采用了新的方法,载波相位动态实时差分是在测量上GPS运用的一个重大突破,可称为里程碑。RTK技术是基于载波相位动态实时差分发展出来的一项测量技术,能够极大地提高作业的精度和效率。在这种测量模式下,RTK基准站首先收集好观测坐标,通过数据链接,最终将观测值发送到流动站。之后,进行GPS观测数据采集,将数据进行系统录入,系统将其组合成为差分观测值,然后对观测值进行处理,从而迅速给出cm级的结果。搜集、计算、整合、输出结果总共用时不会超过1s。作业的时候,状态是运动或者静止这都没有关系,可以在动态环境下直接开始模糊计算,也可以在静态下进行初始化后,再进入作业。 RTK技术进行观测值的追踪时,需要四颗以上的卫星同步工作,这样才可以绘制必要的集合图像,使实时定位结果的给予成为可能。这项技术的核心就是数据的处理和传输,这两项技术是RTK技术的关键技术,基准站要在要求的时刻将相关数据透过数据传输传送到流动站上面,对于波特率的要求较高,波特率一般要达到9600,但是这种波特率是可以容易实现的。 1.2RTK参数的求取 根据RTK技术原理,各个数据的采集、接收、处理使用的都是WGS84坐标。使用相同的坐标可避免数据混淆,确保数据精确。参考站的起点固定在一个坐标上面,并同时计算发生的变化,利用电波进行实时传送,流动站接收这些经过电台传送的WGS84坐标,并进行处理,条件符合时,就能够得到相应的结果。这样,流动站便可与参考站保持数据同步,由此得到高精度的WGS84三维坐标。把现在坐标和原来坐标的转换参数求出,便可以符合到需要的点上。 坐标系也不一样,测量和实际使用的坐标系要进行转换。转换的方法有两种一种是七参数法;一种是四参数法。这里面还有区别。一种是录入静态数据,另外就是进行现场数据采集,使用点校正处理键入的控制点坐标,得出最好的转换参数。四参数求取要把北京54经纬度当做对象处理,需要两个这样的已知点才能够求取。七参数的求取和四参数不同,需要使用平差软件运算,得出结果。七参数的准度、精度比四参数提高,更加符合RTK的测量要求。要想拟合的参数高精度,需要更多的点。 2、RTK在海洋测绘中的运用 2.1近海航道水下地形测量 水下地形测量海洋测绘的内容之一,在沿海属于海洋范围的水下地形勘测。因为种种原因,增加了水下地形测量的复杂性,比如说海洋面积广阔;天气状况多样;洋流的影响等等,所以海上定位需要视情况使用不同的定位方法。其中常用的有以下几种回返水声定位;无线电测量定位;GPS卫星定位等。有时候一个测量过程要综合使用以上的测量方法,才能得出结果。近年来,在南海地区的水下地形测量上,我国使用了RTK和GPS两者结合的数字勘测技术,对GPS-RTK定位技术的使用和推广,做出了有益的努力。 这种GPS-RTK定位技术的使用有这几个方面在近海的岛屿上建立采集数据的基准站,使用高新技术保证海上定位的精确度,测量船需有接收机以及探测的仪器。然后,使用GPS导航,进行定位,间隔相同的时间段,由设定好的机器按照工作人员的预设,对水下发射超声波,分析反射回来的声波,写下计算出来的海洋数据,以及当时定位的结果。 2.2GPS-RTK定位技术的特点和作业方式 一个完整的测量系统,要包括数据收集的基准站,数据接收的接收站,以及进行数据传输的数据链。GPS-RTK技术系统也不例外。在预设好的参考坐标上,收集站要收集能够被接收的一切卫星信号,将实时的观测结果,包括与卫星的链接情况、观测站的数据、接收机的工作状态等发送出去。通过数据链接,接收站将可以接收到来自于基准站发射的数据,用算法对这些数据进行解析,建立定位模型,以获取数据收集站精确坐标。这次的水下地形测量,它的测深线是沿着航海道布置,并且和航海道垂直,检查线路沿着航海道。平面上的定位,使用的仪器是徕卡GPS1230和海达HD27数字测深仪,接收机的精确度可达10mm+1×10-6

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