水下地形測(cè)繪簡(jiǎn)介
和傳統(tǒng)地形測(cè)繪不同的是,水下地形測(cè)繪多一個(gè)水深的獲取步驟,水下地形測(cè)量包括測(cè)點(diǎn)的平面位置和水深測(cè)量。平面位置主要采用GNSS 定位技術(shù)確定(可達(dá)到厘米級(jí)的實(shí)時(shí)定位),水深主要通過(guò)各種類(lèi)型的單波束回聲測(cè)深儀得到(一般高精度測(cè)深儀也可以達(dá)到厘米級(jí)的測(cè)量精度),由水面高程(水位)減去水深可得測(cè)點(diǎn)的水底高程。通過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)測(cè)點(diǎn)的平面位置和水深位置的獲取,水下地形即可被測(cè)量展現(xiàn)出來(lái)。
1、RTK簡(jiǎn)單原理:
高精度的定位測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值,RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果,歷時(shí)不到一秒鐘。北斗衛(wèi)星的投入使用,使得GNSS接收機(jī)搜索到更多的共同解算衛(wèi)星(至少4顆),甚至可以采用北斗單解算,更多的衛(wèi)星可以使GNSS接收機(jī)工作更穩(wěn)定。
2、單波束測(cè)深儀工作原理:
二十世紀(jì)二十年代..出現(xiàn)了回聲探測(cè)儀,利用單波束回聲測(cè)深儀對(duì)水下地形進(jìn)行測(cè)量技術(shù)稱(chēng)之為常規(guī)測(cè)深技術(shù)。回聲測(cè)深儀的出現(xiàn),是人類(lèi)探測(cè)水下世界的重大突破。其原理是通過(guò)換能器向水下發(fā)射聲波,聲波在水中傳播,遇到水底后發(fā)生反射、透射和散射反射回來(lái)的回波,經(jīng)換能器接收。根據(jù)聲波在水中的傳播速度(C)及往返的時(shí)間(T)計(jì)算水深。這個(gè)水深值只是換能器到水底的距離,通常用H3來(lái)表示。而在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,換能器是在水下一定深度,我們稱(chēng)這個(gè)深度為吃水深度改正值(吃水水深),用 H2表示。實(shí)際的水深值用H表示,那么實(shí)際水深H為:H= H3 + H2 ? ? ?H3 =C*T/2
如上圖所示RTK達(dá)到固定解以后可以設(shè)置輸出包含位置信息的GPGGA數(shù)據(jù),測(cè)深儀通過(guò)串口接收到含WGS84經(jīng)緯度的位置信息再由坐標(biāo)系參數(shù)轉(zhuǎn)化成當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)下(x,y,h)的三維坐標(biāo),此時(shí)儀器獲得的三維坐標(biāo)是接收機(jī)相位中心的位置,通過(guò)設(shè)置天線至水面高(H1)和超聲回聲式測(cè)深儀測(cè)得水深值可以計(jì)算出RTK正下方水底的三維坐標(biāo)(X,Y,Z):
Z=h- H1 -H
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