论文总字数：22040字

摘 要

水路运输是全国交通网的重要组成部分，长江更是我国的主要运输河流。作为航道建设与维护工作的基础，航道测绘工作的重要性越来越凸显。相比较传统有验潮方法，无验潮水深测量减弱了人工因素的干扰，减少了验潮站的建设与维护的成本，节省了人力与财力的支出，提高了成果的可靠性。本文基于现有的仪器设备，二次开发并构建了一套完整的基于网络RTK的无验潮水深测量系统。在长江典型江面上进行了方案测试与精度评定，并与传统有验潮方法进行了分析比较。本文的主要内容与成果总结如下：

（1）阐述了长江安徽段水深测量的重要意义。包括水深测量与定位手段的发展状况，无验潮水深测量方法的发展与应用，以及区域似大地水准面精化的发展及现状。简单介绍了基于AHCORS的网络RTK定位系统的组成和定位原理，以及无验潮水深测量的原理与优势。

（2）基于现有的仪器设备，二次开发并构建了一套基于网络RTK的无验潮水深测量系统。详细介绍了该系统内业数据处理和简单介绍了其外业数据采集的流程。在高程基准的转换方面，分析了二次曲面拟合的优点，编写了用二次曲面拟合模型进行高程拟合的程序，并以长江安徽段的实验数据进行了测试验证。

（3）结果表明本文采用的二次曲面拟合方法是有效的，模型最终的内符合精度指标为0.84cm，外符合精度为1.81cm，说明本文构建的高程拟合模型总体精度良好，满足无验潮水深测量水位误差小于10cm的要求。

（4）设计具体实验，通过在长江典型江面上外业采集数据，内业数据处理分析，来检验文本构建的无验潮水深测量系统的精度。详细介绍了无验潮水位的生成的流程。无验潮水位与验潮站水位相比，水位互查波动在15cm之内。说明有验潮、无验潮两种水下地形内业处理结果具有较好的一致性，该无验潮水深测量系统的精度满足《水运工程测量规范》小于20cm的精度要求。本文所构建的无验潮水深测量系统能在内河航道推广普及应用。

关键词：网络RTK；无验潮；水深测量；高程异常；AHCORS；精度测试

Abstract

Waterway transport is an important part of the national transportation network, the Yangtze River is China's major river transportation. As the basis for waterway construction and maintenance work, the importance of channel mapping work more and more prominent. Compared to traditional methods have tide, deep Without Tidal measured interference artifacts weakened, reducing the cost of construction and maintenance of tide stations, saving the expense of human and financial resources, and improve the reliability of the outcome. Based on the existing equipment, the second development and build a complete bathymetry Without Tidal based network RTK system. In a typical river of the Yangtze River has been tested and Accuracy Assessment program, and there are tide methods were analyzed and compared with the traditional. The main contents and results of this paper are summarized as follows:

(1) Describe the significance of the Anhui section of the Yangtze River water depth measurement. Including the development of bathymetry and positioning means, no test development and application of deep tide measuring methods, as well as regional geoid of the development and status quo like. A brief introduction to the principles of composition and location-based AHCORS network RTK positioning system, as well as the principles and advantages Without Tidal depth measurements.

(2) Based on the existing equipment, the second development and build a network-based RTK Without Tidal depth measurement system. Details of the data processing industry within the system and a brief introduction to the outer field data collection process, which involves the vertical datum transformation, analyzed the advantages quadratic surface fitting, considering the undergraduate study of knowledge and ability to write the elevation with the quadratic surface fitting model fitting procedures, get a lot of useful parameters and data.

(3) Test analysis in this paper fit quadratic surface elevation model used in the fitting accuracy of this method, the final model of inner precision index is ± 0.84cm, external accord accuracy = ± 1.81cm, described herein intends to build elevation the overall accuracy of the model fit well and meet the requirements without Tidal water depth measurement error of less than 10cm. And using this model to calculate the measurement results Shimonoseki area.

(4)The design of specific experiments, data collection, data processing and analysis within the industry, in typical Yangtze river outside the industry, to test the accuracy of the text Without Tidal built deep measurement system. Details of the non-Tide-bit generation and Tide approach to get the bottom elevation of the process. Without Tidal bit compared with the tidal water level, water level fluctuations in the peer review of 15cm. Illustrate the Tide, Tide within two underwater topography industry results in good agreement with the deep Without Tidal measurement accuracy of the system to meet the "water transport engineering survey" less precision of 20cm. Without Tidal article constructed deep measurement system can be extended in the universal application of inland waterways.

Key words：network RTK; with tidal observation; hydrographic surveying; weight anomaly; AHCORS; accuracy text

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 定位技术的发展 2

1.2.2国内外无验潮水深测量技术的发展及现状 4

1.2.3 区域似大地水准面精化的发展和现状 5

1.3 本文研究的主要内容 6

第二章 基于网络RTK的无验潮水深测量系统 8

2.1 网络RTK定位系统 8

2.1.1 网络RTK技术简介 8

2.1.2 AHCORS概况 8

2.1.3 系统建设 9

2.2 无验潮水深测量 10

2.2.1 无验潮水深测量原理 10

2.2.2 无验潮水深测量的优势 11

2.3 高程基准转换 12

2.3.1 高程异常改正 12

2.3.2 深度基准面高程改正 12

2.4 本章小结 13

第三章 高程异常精度分析 14

3.1 拟合方法 14

3.1.1 数据准备 14

3.1.2 程序编写 15

3.2 高程异常改正精度 17

3.2.1 检验公式 17

3.2.2 利用已知点进行精度测试 17

3.3本章小结 20

第四章 无验潮水深测量系统精度测试 21

4.1 数据准备 21

4.2 内业数据处理 22

4.2.1 计算二次曲面拟合的系数 22

4.2.2 网络RTK数据处理 22

4.3 水位数据精度测试及结论 23

4.4 本章小结 24

第五章 总结与展望 25

5.1 主要工作结论 25

5.2 研究展望 25

参考文献 27

第一章 绪论

1.1 研究背景

我国是一个河流湖泊众多的国家，水路运输是全国交通网的重要组成部分，由于河道变化快致使我国还有大量的水资源没有被完全开发利用；同时陆地上水土流失会使河道堵塞，通航能力减弱：会造成水库淤积、库容量减小、蓄洪能力下降，从而影响河道的正常运行和危机大坝的安全。通过进行水深测量作业，对河道和水库定期检查，并对沿河航道进行疏通，尤其是在枯水期前，水深测量就显得特别重要，因为能客观、准确、科学的反应江湖的自然状况，为船舶的提高通航能力、安全航行等提供重要资料。时刻掌握这些河道情况和资料，有利于人们对河道水路进行有针对性的治理，造福人类。长江在中国运输网中扮演着重要的角色，它不仅能把内陆和沿海港口连接起来，还能连接其他主要沿河城市。

自改革开放以来，我国的海洋事业一直在持续稳定地发展，海洋中产生的财富高达几千亿元，开发海洋的任务始终有着重要的战略意义。然而，无论何种形式的海洋活动，无论是科研、经济还是军事活动，例如海上交通、海洋资源开发、海洋疆界勘定、海洋调查、海洋工程建设以及海洋环境保护等等， 都需要海洋测绘工作提供不同种类的海洋地理信息要素、数据和基本图像。水深测量就是以海洋航行为主要应用目的，为船舶航行提供航道深度和确定航行障碍物的位置、深度和性质的一门应用科学。水深测量部门在国家基础运输体系内提供一些基本服务，如支撑安全、高效的航运，促进海洋事业发展，协助维护海上人命与财产安全，推动海洋环境保护并有利于海岸带管理与持续发展。水深测量与航海地图已经成为一个国家航海实力的重要标志，是综合国力和国际竞争力的重要体现^[1]。

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