1、 利用RTKSDE技術(shù)在淺水區(qū)水下地形測量中的精度分析 王曉明殷小龍柳永全Summary：該文通過2個案例檢測分析，證實了RTK-SDE技術(shù)在淺水區(qū)水下地形測量中的測深精度符合測量規(guī)范要求，可供工程實踐參考。Abstract： The paper confirms that the RTK-SDE technology in accuracy analysis of underwater topographic survey in shallow water by analyzing two cases conforms to the requirements of the measureme

2、nt standard， which can be used for reference in the engineering practice.Key：RTK-SDE技術(shù)；水下地形測量；測深精度分析；水深比對檢測Key words： RTK-SDE technology；underwater topography survey；sounding accuracy analysis；detection of water depth ratio：TV221 ：A ：1006-4311（2016）30-0098-030 引言2012年6月21日，水利發(fā)展規(guī)劃（2011-2015年）（以下簡稱規(guī)劃）

3、經(jīng)國務(wù)院批復(fù)。規(guī)劃確定“十二五”期間，全面解決2.98億農(nóng)村人口和11.4萬所農(nóng)村學(xué)校的飲水安全問題，水利工程新增年供水能力400億m3，新增農(nóng)田有效灌溉面積4000萬畝；農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.53以上，重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高到60%以上；新增水土流失綜合治理面積25萬平方公里，初步改善生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)及重點河湖的生態(tài)環(huán)境用水狀況。規(guī)劃給寧夏水利工作帶來了新的任務(wù)、新的希望，新的起點。寧夏河流、湖泊、渠道、水庫等改造、整治、除險加固、截滲工程紛紛上馬，這給水下地形測繪工作帶來了商機，也帶來了挑戰(zhàn)。為此，項目組聯(lián)合有關(guān)單位，并結(jié)合項目組的實際情況，進(jìn)行淺水區(qū)水下地形測繪研究

4、工作，用于指導(dǎo)類似工程的實踐活動。相關(guān)資料顯示，國內(nèi)對運用GPS RTK、水下超聲波回聲測深技術(shù)、數(shù)字化繪圖技術(shù)等先進(jìn)測繪技術(shù)（簡稱RTK-SDE技術(shù)），進(jìn)行水下地形測繪工程作了不少研究， 取得了一些階段性成果。如龔治興1在青草沙水庫工程1：5000局部河勢水下地形測量中，對該技術(shù)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；程建剛2利用該技術(shù)對北京市6個城市湖泊進(jìn)行勘測，得出了能夠大大提高勘測速度和精度的結(jié)論；佟玉娥3利用該技術(shù)在大平礦水庫內(nèi)地形測量中，得出了提高作業(yè)精度和提高作業(yè)效率12倍的結(jié)論；徐景起等人4利用該技術(shù)在雪野水庫水下地形測量中，得出了該技術(shù)具有測量精度高、速度快、采集數(shù)據(jù)密度大等優(yōu)勢5，測量

5、結(jié)果比常規(guī)方式更為客觀、真實的結(jié)論6。但這些成果大多是零散的、階段性的，沒有經(jīng)過系統(tǒng)研究和總結(jié)。因此，項目組認(rèn)為在這方面有必要進(jìn)行深入研究，有必要把前人的成果系統(tǒng)化，用于指導(dǎo)寧夏乃至周邊區(qū)域的水下地形測繪工作。1 RTK-SDE技術(shù)水下觀測數(shù)據(jù)的精度分析利用RTK-SDE技術(shù)多余觀測，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析，觀察是否滿足測量規(guī)范的要求，用以評價觀測數(shù)據(jù)的可靠性。1.1 試驗地點及范圍永寧縣南方：29號丁壩上游100m，下游至第一排水溝，丁壩前30m區(qū)域。實測0.34km2。平羅縣六頃地：1號垛上游100m至3號丁壩下游100m，壩前30m區(qū)域；4號丁壩上游100m至5號丁壩下游100m，壩前

6、30m區(qū)域。實測0.23km2。1.2 試驗設(shè)備及軟件工程使用南方靈銳S82T GPS接收機1套（1+2），經(jīng)過校準(zhǔn)鑒定，儀器合格；南方SDE-28S水下超聲波回聲測深儀1套；筆記本電腦一臺；CASS9.1數(shù)字化地形測繪軟件；機動船1艘。在使用過程中儀器設(shè)備外觀表現(xiàn)正常，運行正常。1.3 試驗起算數(shù)據(jù)及執(zhí)行規(guī)范起算控制點。永寧縣南方測區(qū)附近有3個GPS五等點，分別是D1、DD2、D7。平羅縣六頃地測區(qū)附近有4個GPS五等點，分別是LQ5和LQ7，BM0和BM。起算控制點成果列于表1。平面坐標(biāo)系統(tǒng)是1954北京坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)是1956黃海高程基準(zhǔn)。投影帶是中央子午線經(jīng)度為105的35號3高斯投

7、影帶（永寧南方）和中央子午線經(jīng)度為108的36號3高斯投影帶（平羅六頃地）。執(zhí)行規(guī)范。依據(jù)工程測量規(guī)范GB50026-2007（國家標(biāo)準(zhǔn)）、水利水電工程測量規(guī)范（規(guī)劃設(shè)計階段）SL197-97（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）和1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式GB/T20257.1-2006（國家標(biāo)準(zhǔn)）。在執(zhí)行以上測繪規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程目的，提出以下具體技術(shù)要求：比例尺=1：500，等高距=1m；水域地物點點位中誤差1m，等深線插求點高程中誤差0.5m；斷面間距15m，斷面點間距5m；地形成圖碎部點展點密度15m，高程顯示至小數(shù)點后2位；GPS RTK技術(shù)聯(lián)測起算控制點，轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差和固定點檢

8、核誤差5cm（坐標(biāo)分量）。1.4 試驗過程質(zhì)量控制為了保證采集數(shù)據(jù)的可靠性和最終成果的質(zhì)量，在測繪過程中，加強檢查，強調(diào)過程質(zhì)量的控制。起算控制點檢核。對起算控制點，在使用前對其可靠性進(jìn)行了實測檢核。GPS流動站分別在起算控制點采集數(shù)據(jù)，計算轉(zhuǎn)換參數(shù)之前顯示誤差。結(jié)果表明，永寧南方3個起算控制點可靠；平羅六頃地4個控制點，平面誤差達(dá)到0.37m，高程誤差不超過0.01m。結(jié)合在現(xiàn)場看到的LQ5和LQ7實際標(biāo)定情況，我們認(rèn)為這兩個點精度較低。但考慮與過去成果的聯(lián)系和比較，也因為檢核控制點高程沒發(fā)現(xiàn)問題，故仍以LQ5和LQ7為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行測繪。通過起算控制點檢測，也說明GPS RTK系統(tǒng)工作正常。

9、 開始與結(jié)束時的固定點檢核。在地形測繪中，每天工作開始和結(jié)束，均進(jìn)行固定點檢測。檢測記錄列于表2。其中Xmax=0.009m，Ymax=0.021m，Hmax=0.018m。均小于5cm的要求。水深比對檢測。水下地形測量，每天開始前都進(jìn)行水深比對檢測。檢測記錄列于表3。其中探桿測深與測深儀測深的差值，最大為7cm，最小為1cm?？紤]到探桿底部帶有5cm的尖頭，會產(chǎn)生3-5cm的系統(tǒng)誤差。故，可認(rèn)為測深儀測量結(jié)果是可靠的。水下重合點檢測。每個水下區(qū)域都設(shè)計了檢測航線，對檢測航線上的重合點（范圍小于2m*2m）進(jìn)行比較。水下重合點檢測結(jié)果列于表4。實際精度分析。計算檢測高程與圖面等高線內(nèi)插點高程的

10、差值（H分量誤差），對地貌點進(jìn)行抽查檢測，永寧南方29-32號壩檢測了42個點，平羅縣六頃地1、2、3號壩檢測了31個點，平羅縣六頃地4、5號壩檢測了20個點。H分量誤差的具體數(shù)據(jù)列于表5。依據(jù)雙觀測中誤差計算公式計算水下重合點高程中誤差：永寧南方=0.224m，平羅縣六頃地1、2、3號壩=0.302m，平羅縣六頃地4、5號壩=0.309m。均小于h/3=0.33m，說明采集數(shù)據(jù)不含粗差，質(zhì)量可靠。2 結(jié)語通過測區(qū)起算控制點檢核、開始與結(jié)束時的固定點檢核、水深比對檢測、水下重合點檢測等過程質(zhì)量控制，保證了測深數(shù)據(jù)的精度要求。經(jīng)過實際精度分析，永寧南方29-32號壩測深中誤差為0.224m，平羅

11、縣六頃地1、2、3號壩測深中誤差為0.302m，平羅縣六頃地4、5號壩測深中誤差為0.309m。均小于h/3=0.33m，說明采集數(shù)據(jù)不含粗差，質(zhì)量可靠，水下測深精度符合規(guī)范要求。Reference：1龔治興.青草沙水庫工程1：5000局部河勢水下地形測量J.中國水運，2014（1）：200-205.2程劍剛.網(wǎng)絡(luò)RTK聯(lián)合聲波測深儀在水下地形測量中的應(yīng)用J.測繪工程，2014（3）：63-65.3佟玉娥.測深儀與GPS集成技術(shù)在大平礦水庫內(nèi)地形測量中的應(yīng)用J.鐵法科技，2013（11）：18-20.4徐景起，馬明文，藺義華.GPS-SDE技術(shù)在雪野水庫水下地形測量中的應(yīng)用J.人民長江，2010（4）：65-67.5閆永輝，徐建新，吳文強，等.GPS-PPK結(jié)合測深儀在水下地形測量中的應(yīng)用J.人民黃河，2013（5）：128-130.6夏龍.GPS-RT