一種基于ppp技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)，將驗(yàn)潮站和已知控制點(diǎn)進(jìn)行同步觀測(cè)，若測(cè)區(qū)沒有已知控制點(diǎn)，在驗(yàn)潮站上采用精密單點(diǎn)定位觀測(cè)，從而精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高；將換能器和雙頻GPS天線安裝在一條直線上，進(jìn)行水深測(cè)量作業(yè)，對(duì)測(cè)線所采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算，然后計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面的大地高；利用測(cè)深儀所測(cè)得的水深值及深度基準(zhǔn)面的大地高計(jì)算圖載成果水深。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，只需單臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)并采用PPP技術(shù)計(jì)算水深測(cè)量測(cè)線的三維位置，可以精確地測(cè)定深度基準(zhǔn)面大地高，不僅保證了測(cè)量精度，而且降低了作業(yè)成本，提高了作業(yè)效率。
【專利說明】一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)
量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在水深測(cè)量中，海面受潮汐等因素的影響，不同時(shí)刻所測(cè)同一點(diǎn)的水深數(shù)據(jù)不同，需改正到統(tǒng)一的起算面，即深度基準(zhǔn)面。目前，水深測(cè)量在高程方向的相對(duì)精度取決于測(cè)深設(shè)備(如回聲測(cè)深儀、多波束測(cè)深系統(tǒng))的精度指標(biāo)，一般可達(dá)到厘米級(jí)，但其絕對(duì)定位精度與其作業(yè)模式有很大的聯(lián)系。水深測(cè)量在其三維位置的GPS定位方式上可分為差分定位、單點(diǎn)定位。差分定位技術(shù)在水深測(cè)量中的應(yīng)用需要根據(jù)測(cè)區(qū)離岸線的距離來選擇差分定位方法，沿岸水深測(cè)量可以采用DGPS (基于偽距)、RTK (基于相位)的局域差分定位方法，而遠(yuǎn)海水深測(cè)量可以采用星站差分方法，但這種方法是收費(fèi)服務(wù)的。上述技術(shù)在水深測(cè)量中的應(yīng)用存在如下缺點(diǎn):1、至少需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)；2、作用距離有限(除星站差分外)；3、增加了用戶作業(yè)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、精度高、作業(yè)成本低且使用簡(jiǎn)便的基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)，將驗(yàn)潮站和已知控制點(diǎn)進(jìn)行同步觀測(cè)，或者在驗(yàn)潮站上采用長時(shí)間靜態(tài)PPP觀測(cè)，精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高；
[0007]步驟2、將換能器和雙頻GPS天線安裝在一條直線上，進(jìn)行水深測(cè)量作業(yè)，對(duì)測(cè)線所采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算，然后計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面的大地聞;
[0008]步驟3、利用測(cè)深儀所測(cè)得的水深值，以及步驟2所得的深度基準(zhǔn)面的大地高計(jì)算圖載成果水深。
[0009]而且，所述步驟I布設(shè)GPS控制網(wǎng)采用D級(jí)GPS控制網(wǎng)布設(shè)要求，或者在驗(yàn)潮站上采用長時(shí)間靜態(tài)PPP觀測(cè)。
[0010]而且，所述步驟I精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高的方法為:通過基線解算和網(wǎng)平差，或者靜態(tài)PPP解算得出驗(yàn)潮站的大地高，再計(jì)算驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高。
[0011 ] 而且，所述步驟2所述的雙頻GPS天線和換能器安裝在豎直桿子的兩端，并且在架設(shè)雙頻GPS天線時(shí)，其高度角要求大于15度無遮擋。
[0012]而且，所述步驟2進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算是通過水深測(cè)量作業(yè)獲得測(cè)線數(shù)據(jù)觀測(cè)文件，利用下載的精密星歷和精密鐘差文件，對(duì)測(cè)線數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS精密單點(diǎn)定位解算。[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0014]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，只需單臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)并采用PPP (Precise PointPositioning，精密單點(diǎn)定位)技術(shù)計(jì)算水深測(cè)量測(cè)線的三維位置，可以精確地測(cè)定深度基準(zhǔn)面大地高，既不用布設(shè)基準(zhǔn)站，也無需人工同步驗(yàn)潮即可完成水深測(cè)量功能，此方法不僅保證了測(cè)量精度，而且降低了作業(yè)成本，同時(shí)作業(yè)時(shí)也不受區(qū)域以及距離的限制，提高了作業(yè)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的處理流程示意圖；
[0016]圖2是水深測(cè)量綜合改正原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0018]一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，是針對(duì)傳統(tǒng)水深測(cè)量和GPS差分水深測(cè)量作業(yè)模式的弊端，提出采用PPP技術(shù)(精密單點(diǎn)定位技術(shù))進(jìn)行深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量作業(yè)。船臺(tái)安裝的主要設(shè)備包括雙頻GPS天線及接收機(jī)、測(cè)深儀、電子羅盤等，其作業(yè)要求如下:
[0019]1、換能器和雙頻GPS天線安裝在一條直線上，測(cè)量前量取換能器至GPS天線的距離以及靜態(tài)吃水；如果換能器和雙頻GPS天線安裝在一條直線上有困難，則必須量取換能器至GPS天線的平面相對(duì)距離(dx，dy)以及豎直距離。
[0020]2、架設(shè)天線時(shí)，高度角大于15度無遮擋，且不容易受到電磁信號(hào)干擾；
[0021]3、當(dāng)測(cè)量船靜止時(shí)，調(diào)整羅盤安裝位置至傾角讀數(shù)為0，電子羅盤的航向初始讀數(shù)應(yīng)和船上的羅盤讀數(shù)一致或指向船艏；
[0022]4、為保證定位精度，初始化測(cè)量時(shí)間為20分鐘，然后正式作業(yè)；
[0023]5、按照設(shè)計(jì)的測(cè)線間隔及采樣率要求，采集雙頻觀測(cè)值、原始水深值及羅盤姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0024]基于上述作業(yè)要求，本發(fā)明提出的一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，如圖1及圖2所示，包括如下步驟:
[0025]步驟1:通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)，將驗(yàn)潮站和已知控制點(diǎn)進(jìn)行同步觀測(cè)，或者在驗(yàn)潮站上采用長時(shí)間靜態(tài)PPP觀測(cè)，精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高。
[0026]在本步驟中，按D級(jí)GPS控制網(wǎng)布設(shè)要求，將驗(yàn)潮站與已知點(diǎn)組成控制網(wǎng)，進(jìn)行同步觀測(cè)，采用GPS商用解算軟件，通過基線解算和網(wǎng)平差，或者靜態(tài)PPP解算得出驗(yàn)潮站的大地聞，從而計(jì)算驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地聞。
[0027]步驟2、將GPS天線和換能器安裝在豎直桿子的兩端，進(jìn)行水深測(cè)量作業(yè)，對(duì)測(cè)線所采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算，然后計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面的大地聞。
[0028]本步驟是通過水深測(cè)量作業(yè)獲得測(cè)線數(shù)據(jù)觀測(cè)文件，利用下載的精密星歷和精密鐘差文件，對(duì)測(cè)線數(shù)據(jù)進(jìn)行PPP解算，然后計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面的大地高。步驟I和步驟2的深度基準(zhǔn)面作為水深測(cè)量的歸算面，它的確定對(duì)于水深測(cè)量作業(yè)有著致關(guān)重要的作用，其計(jì)算分為沿岸和近遠(yuǎn)海兩種情況:
[0029]1)當(dāng)測(cè)區(qū)在沿岸水深測(cè)量時(shí)，深度基準(zhǔn)面采用某一個(gè)驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面時(shí)，整個(gè)測(cè)區(qū)所有點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面大地高為同一值，由下式計(jì)算:
[0030]Hp' =H0-^(Lp-Kjm)]
[0031]H0為驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)的大地高，h為驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)至高程基準(zhǔn)面的高差，h’ m為多年平均海面至高程基準(zhǔn)面的高差，Lp為平均海平面至深度基準(zhǔn)面的高差，Lp為常數(shù)。
[0032]當(dāng)測(cè)區(qū)深度基準(zhǔn)面采用多個(gè)驗(yàn)潮站的深度基準(zhǔn)面控制時(shí)，應(yīng)由下式:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1、通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)，將驗(yàn)潮站和已知控制點(diǎn)進(jìn)行同步觀測(cè)，或者在驗(yàn)潮站上采用長時(shí)間靜態(tài)PPP觀測(cè)，精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高； 步驟2、將換能器和雙頻GPS天線安裝在一條直線上，進(jìn)行水深測(cè)量作業(yè)，對(duì)測(cè)線所采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算，然后計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度基準(zhǔn)面的大地高；步驟3、利用測(cè)深儀所測(cè)得的水深值，以及步驟2所得的深度基準(zhǔn)面的大地高計(jì)算圖載成果水深。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟I布設(shè)GPS控制網(wǎng)采用D級(jí)GPS控制網(wǎng)布設(shè)要求，或者在驗(yàn)潮站上采用長時(shí)間靜態(tài)PPP觀測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟I精確求得該測(cè)區(qū)內(nèi)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高的方法為:通過基線解算和網(wǎng)平差，或者靜態(tài)PPP解算得出驗(yàn)潮站的大地高，再計(jì)算驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的大地高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟2所述的雙頻GPS天線和換能器安裝在豎直桿子的兩端，并且在架設(shè)雙頻GPS天線時(shí)，其高度角要求大于15度無遮擋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PPP技術(shù)的深度基準(zhǔn)面大地高測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟2進(jìn)行精密單點(diǎn)定位解算是通過水深測(cè)量作業(yè)獲得測(cè)線數(shù)據(jù)觀測(cè)文件，利用下載的精密星歷和精密鐘差文件，對(duì)測(cè)線數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS精密單點(diǎn)定位解算。
【文檔編號(hào)】G01S19/14GK103868493SQ201410061964
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】李凱鋒, 歐陽永忠, 陸秀平, 吳太旗, 徐廣袖, 王耿峰 申請(qǐng)人:中國人民解放軍92859部隊(duì)