无验潮测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无验潮测量系统，该系统包括：设置在预定地点用于接收ＧＰＳ信号并与ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站通过无线数据链通信的ＧＰＳ－ＲＴＫ基准站；设置在测量区域内的ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站，所述ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站从ＧＰＳ－ＲＴＫ基准站接收ＧＰＳ信号和水位信号，并进行定位及水深测量；与ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站无线通信、用于对ＧＰＳ信号和水位信号进行处理的数据解算装置；其中，ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站进一步包括均与数据解算装置连接的ＲＴＫ水深测量装置和ＲＴＫ高程测量装置。采用本实用新型专利技术的测量装置来进行控制测量，能够实时获知定位精度，大大提高了作业效率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水文测量领域，具体地，涉及一种无-验潮测量系统。
技术介绍
港外航道整治工程基础处理为抛填砂垫层、打设塑料排水板、铺设 土工布、抛填碎石和堤心石等各层铺设。由于每一层完成后都要进行验 收，因此测量船舶需要在外海域中进行水深测量。理论上，如图l所示，h为测深仪探头吃水线到天线高度；Zo为设定 吃水；Z为测得的深度；Zm为绘图水深；H为测得的高程。贝'h 探头高程^H-hZ m — 果头高程-Z- (H画h)陽Z ( 1)当水面由于潮水或波浪升高时，H增大，相应Z也增加相同的值， 根据(l)式，Zm将不变。因此，从理论上，无^r潮测深能够消除波浪和 潮位的影响，是理想的水上测量方法。但是上述无验潮测量方法属于理想情况，实际应用中，在海水中会 出现船体摇摆、采样速率变化、同步时差以及高程可靠性等因素造成的 误差，制约无验潮测深精度的提高。因此，有必要设计一种测量系统克 服现有技术的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术提供一种能够的精确测量水深的 测量系统。本技术提供的无验潮测量系统包括设置在预定地点用于接收 GPS信号并与GPS-RTK流动站通过无线数据链通信的GPS-RTK基准站；i殳置在测量区域内的GPS-RTK流动站，所述GPS-RTK流动站/人 GPS-RTK基准站接收GPS信号和水位信号，并进行定位及水深测量；与GPS-RTK流动站无线通信、用于对GPS信号和水位信号进行处理的数据解算装置；其中，GPS-RTK流动站进一步包括均与数据解算装置连接的RTK水 深测量装置和RTK高程测量装置。优选地，所述系统还包括通过数据总线与数据解算装置连接的船舶 姿态修正装置。优选地，所述系统还包括通过数据总线与数据解算装置连接的速率 修正装置。优选地，GPS-RTK流动站还包括设置于数据解算装置中的参数转换 装置。优选地，所述系统还包括设置于数据解算装置中的RTK高程修正装置。相比于现有"f支术，本技术具有以下优点采用常规的静态测量测量方法，需要通过水位站读取水位数据，在 外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处 理后发现精度不合要求，还必须返测。而采用本技术的GPS RTK测 量装置来进行控制测量，能够实时获知定位精度，大大提高了作业效率。 将GPSRTK用于测量，不仅提高了精度，而且由于每个控制点的测量可 以在几秒钟内完成，因此可以大大提高工作效率、减少人力强度、节省 费用。而且，将GPSRTK技术导航水深测量技术相结合进行水深测量，可 实现实时三维动态放样、 一步法成图，因此更加快捷精确。利用GPSRTK 测量设备可以直接地观测水位，即，观测的水位时间和区域均在现场。附图说明图l是无验潮测量的原理示意图2是本技术的无验潮测量系统的结构示意图。具体实施方式RTK ( Real-Time-Kinematic )即实时载波相位差分。在本技术中GPS RTK被用于水下地形测量过程。图2是无验潮测量系统的示意图。本技术的无验潮测量系统包 括GPS基准站201、 GPS流动站202、数据解算装置203和参数转换单 元204,在优选实施方式中还包括船舶姿态修正装置204、速率修正装置 205和RTK高程修正装置206。GPS基准站201设在已知的固定控制点上，连续接收来自卫星的GPS 信号，经数据调制，通过无线发射电台发送出去。基准站坐标优选采用 WGS-84坐标。GPS流动站202流动于测量区域内， 一方面接收机同步采集GPS信 号；另一方面由无线收讯机接收来自基准站的信息，经数据解调，两种 信息汇集于数据解算装置203。数据解算装置203可以是公知的各种计算装置，如CPU、 MCU、 DSP 以及相关器件等等。数据解算装置例如电子手簿。在数据解算装置203 中对两种信号进行计算处理。在所述GPS流动站202中，包括水深测量装置2021和高程测量装置 2022,分别测量水下各层的深度和7jc位的高程。其中水深测量装置2021 可以主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式计算机及 相关软件等组成，所述高程测量装置2022由GPS RTK装置实现。优选地，在本技术的GPS流动站中还包括参数转换装置(未示 出)，进行坐标系的转换校准，以便实时地在显示屏上提供测点的地方坐 标结果以及将结果数据存储起来以便进一步应用。在本技术中，采 用GPS静态观测求得WGS-84坐标，然后通过参数转换装置进行坐标参 数转换，使高程和平面误差均在l-2cm。参数转换装置可以通过相应的参 数转换软件或硬件实现，具体的坐标转换方法为本来与技术人员公知的 任何适合的方法，例如北京54坐标与WGS-84坐标之间的转换。船舶姿态修正装置204用于校正由于船舶摇摆产生的误差，船舶姿 态修正装置可以采用电磁式姿态仪，电磁式姿态仪将测得的姿态数据传 送到这样处理单元进行计算、补偿。电磁式姿态仪的工作原理为本领域 技术人员所公知，在此不再赘述。速率修正装置205可以通过延迟校正软件或硬件实现，例如各种已 知的预测-校正算法软件和继承电路。定位数据的定位时刻和水深数据的 测量时刻的时间差，会造成定位延迟，该误差可以通过上述延迟校正加 以修正，修正量可以通过在某一预定的斜坡上往返测量而计算得到。RTK高程修正装置206可以通过包含修正算法的软件或硬件实现。 RTK高程修正装置可以从采集数据中提取高程信息绘制水位曲线，RTK 高程修正装置根据曲线的圆滑程度来确定RTK高程是否有突变的跳点， 从而用圆滑-修正来改善曲线。在本技术的测量方法中，在已知点上设立基准站；并且在预定 测量点(例如海上某测量位置)架设流动站，利用流动站的接收天线与 基准站进行通信。将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置 于流动站上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一 GPS卫星发射的 信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分 改正值。然后这个改正值通过无线电数据链电台被及时传递给流动站， 使其精化GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站的较准确实时位置。 利用GPSRTK测量装置测得高程、利用测深仪测得水深，并且进行各种 改正。实用本技术的测量系统和方法比使用GPS信标机进行测量更 加方便快捷。基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息 一起传送给流动站。 流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据， 并在系统中形成差分观测值进行实时处理。水下地形测量包括两部分:定位和水深测量。在优选实施方式中，定 位采用的是GPS差分定位模式，水深测量采用的是回声测深仪的方法。 这样就可以确定水底点的高程。优选地，对测量过程中有可能产生的多 种误差进行校正。测量作业分三步来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业 和数据的后处理形成结果输出。数据后处理是指利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期 处理，形成所需要的测量结果一一水深图及其统计分析报告等，所有测量结果可以通过打印机或绘图机等输出设备输出。尽管本技术是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实 现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本技术主权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无验潮测量系统，其特征在于，包括：　设置在预定地点用于接收ＧＰＳ信号并与ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站通过无线数据链通信的ＧＰＳ－ＲＴＫ基准站；　设置在测量区域内的ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站，所述ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站从ＧＰＳ－ＲＴＫ基准站接 收ＧＰＳ信号和水位信号，并进行定位及水深测量；　与ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站无线通信、用于对ＧＰＳ信号和水位信号进行处理的数据解算装置；　其中，ＧＰＳ－ＲＴＫ流动站进一步包括均与数据解算装置连接的ＲＴＫ水深测量装置和ＲＴＫ高程测量装置 。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张宝奇，顾大钊，刘凤松，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华黄骅港务有限责任公司，中交第一航务工程局有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]