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1. 引言 随着RTK的普及和水上航行测量软件的成熟，出现了一种新型的水上测量方法——无需测潮的水下地形测量，因其具有全天候、高精度、远距离、高效率。 与传统的测量方法相比，具有很大的优势，大大提高了工作效率。 广泛应用于各种工程测量。 本文结合实践经验，介绍了无潮水下地形测量的方法和应用。

2、测深仪原理

利用超声波穿透介质并在不同介质表面产生反射的现象，利用超声波换能器（探头）发射超声波，测量发射波与反射波的时间差来测量水深度。 声波在水中的传播速度为V，换能器（探头）发出超声波，声波通过探头传到水底，又从水底反射回探头被接收。 测得的声波信号往返时间为t，则：Z=Vt/2； 同时，根据探头上固定杆的刻度，即吃水深度，可知水面与探头的距离，两者之和即为最终水深。

3. 无验潮水下地形测量基本原理

水下地形测量的主要任务是确定水下某点泥面的高程，即下图中A点的平面坐标（X，Y，Z）。 普通DGPS测量的高程值h0精度较差全站仪标高测量时仪器高设置高些对标高测量的影响，不能满足要求。 解决水下地形测量，在精度不高的地方，需要人工查验潮位，这是常规的验潮方法。

阐明：

h是GPS天线到水面的距离（即天线的高度）。

a是草案。

b 是换能器杆的长度（常数）。

s为换能器底部至水底的深度。

H为水深。

h0 由RTK 实时直接测量。

另外： Z=h0-hH=水位-H 其中h0-h就是常说的水位。

如上图可以看出Z=h0-bs，其中水底高程Z只与h0和S有关，与潮位无关，从而达到无潮检测效果.

4、水下地形测量要求及设备

水下地形测量工作主要由RTK接收机、数字测深仪、内置导航软件等组成。 为适应码头建设需要，根据工程设计要求，需对水域进行1:500水下地形图测量。

操作中使用的设备软件包括：

五、水下地形测量的具体实施

水下地形测量分为准备工作、野外数据采集、办公处理和地图输出三个部分。

1.前期准备。

按照下图1:500的要求，施工区域以5米为间隔分布在整个区域。

2. 现场数据采集

A。 RTK作业：在固定位置架设GPS参考站，启动参考站，使用移动站采集各控制点坐标，进行点标定，再寻找另一控制点进行比对。 只有检测结果符合要求后，才能进行数据采集工作。

b. 测深仪深度对比：在记录水深之前，需要进行水深对比，调整测深仪声速，确保测深在误差范围（一般在静水条件下，用比较板在不同深度可以比较，也可以用测深锤比较，调整声速达到要求）。

C。 RTK和测深仪在线调试：

(1)将RTK接收机通过数据线连接到D330测深仪，设置GPS和测深仪的数据格式，通过串口调试助手连接信号。

(2) 坐标检测：将RTK点校正参数输入导航软件，查看软件显示的坐标与手册显示的坐标是否一致（注：天线高设置好后，通过导航软件显示的高程）导航软件为水位），检测合格后方可进行数据采集。

d. 数据采集​​与存储

(1) 打开测深软件，实时保存测深图像。

(2)打开导航软件，按照设计好的规划线在2米处采集数据，采集完成后保存。

3、办公处理及图像输出

A。 办公室处理：对记录的原始数据进行采样，去除存在粗差的水深点，通过后处理软件生成坐标数据文件。 数据格式为（点号，X，Y，Z）。

b. 测绘输出：办公室处理后的坐标文件，可直接通过绘图软件显示位置信息，生成等高线、剖面图、三维效果图，计算土方量。

六、结果检验

同一地点不同方法对比：在距离码头1公里的位置设置自动潮位计，人工验潮，同一断面进行3次水深测量，对比无潮时测得的数据计方法。 0.1米。 同处交叉测量：测量时先垂直测量3条线，再水平测量3条线，比较位置交叉处的水深，水深相差0.1米以内。

七、无验潮仪水下地形测量的优势

1、不需要潮汐调查数据，减少工作量。 验潮法需要专人测量水位，设立验潮站或花钱从水文部门获取水位数据。

2、各水位通过软件自动与GPS同步，大大提高了精度。 GPS数据更新速度达到10赫兹。 每个水深点对应一个准确的水位值，无需插值或外推。

3. 减少波浪等引起的误差 测潮仪法测量中，由于波浪的影响，换能器的起伏引起测量水深的误差，在数据处理中无法消除，同时非测潮仪方法使用GPS天线仰角来计算水下高程。 天线与探头的相对距离位置是固定的，船的起伏与最终结果无关。

4、数据处理方便快捷。 无需测潮采集的数据全部集中在一个文件中，无需输入潮位信息全站仪标高测量时仪器高设置高些对标高测量的影响，可立即进行后处理，可编辑水下地形图或剖面图。

八、结论

采用非潮汐测量技术进行水深测量，使水深测量工程简单、方便、快捷、轻松、高效，大大提高了生产效率。 结合CTI的Hydronav导航软件，真正实现全自动测量。 值得在测深等水下地形测量中大力推广应用。

参考：

1.徐少全，王泽民。 《GPS卫星测量原理与应用》，武汉测绘大学科技出版社，1998。

2.吴子安，吴东才。 《水利工程测量》测绘出版社，1998。

信息标题：华策D330测深仪在水测中的应用