【科普】水下地形测绘

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产品介绍


RTK简单原理:

高精度的定位测量必须采用载波相位观测值,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,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GNSS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不到一秒钟。北斗卫星的投入使用,使得GNSS接收机搜索到更多的共同解算卫星(至少4颗),甚至可以采用北斗单解算,更多的卫星可以使GNSS接收机工作更稳定。

单波束测深仪工作原理:

二十世纪二十年代刚开始出现了回声探测仪,利用单波束回声测深仪对水下地形进行测量技术称之为常规测深技术。回声测深仪的出现,是人类探测水下世界的重大突破。其原理是通过换能器向水下发射声波,声波在水中传播,遇到水底后发生反射、透射和散射反射回来的回波,经换能器接收。根据声波在水中的传播速度(C)及往返的时间(T)计算水深。这个水深值只是换能器到水底的距离,通常用H3来表示。而在实际测量过程中,换能器是在水下一定深度,我们称这个深度为吃水深度改正值(吃水水深),用 H2表示。实际的水深值用H表示,那么实际水深H为:

H= H3 + H2

H3 =C*T/2

如上图所示RTK达到固定解以后可以设置输出包含位置信息的GPGGA数据,测深仪通过串口接收到含WGS84经纬度的位置信息再由坐标系参数转化成当地平面坐标下(x,y,h)的三维坐标,此时仪器获得的三维坐标是接收机相位中心的位置,通过设置天线至水面高(H1)和超声回声式测深仪测得水深值可以计算出RTK正下方水底的三维坐标(X,Y,Z):

                                               Z=h- H1 -H

传统水下地形测绘作业方式:

传统的水下地形测绘的作业方式有以下三种方式:

①人工手持RTK下水测量;

②皮划艇搭载测深仪;

③有人船侧边悬挂式。

三种方式适应不同的环境,也有着各式的优缺点。

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