河流湖泊普查測量南方方案

1、河湖普查測量產品方案一. 河流湖泊普查測量方法和GPS定位設備應用特點分析1.1河流湖泊普查的測量方法分析河流湖泊普查主要是獲取河流湖泊的自然屬性與資源環(huán)境特征的分布現(xiàn)狀和變化規(guī)律，其主要內容包括：調查河流湖泊的類型、數量、流域面積、位置及其分布；調查河流湖泊岸線的長度、分布；調查河流水文特征、類型和分布；調查河流湖泊的使用現(xiàn)狀、水資源災害調查、水資源利用調查和水資源可再生利用調查等三個方面。河流湖泊范圍大、涉及面廣，同步性強的特點和其調查方法對測量手段提出的要求決定了當前河流湖泊普查的最優(yōu)數據采集與定位方法必然是GPS衛(wèi)星定位技術和遙感技術相結合的方式。具體的GPS衛(wèi)星定位技術測量應用方案必

2、須根據這一情況制定。河流湖泊的勘測范圍廣，填圖比例尺大（主要在1：1萬和1：5萬），其調查方法與技術路線中的定位與數據采集方法具體歸納有如下：對于有居民的河流湖泊區(qū)域：1對河流湖泊的沿岸線進行沿岸踏勘與填圖測量，尤其要用GPS進行沿岸觀測點與特征點的高精度定位靜態(tài)（含快速靜態(tài)）測量，以滿足遙感影像驗證、定位校正和幾何配準的規(guī)范要求。2用RTK系統(tǒng)配合測深儀進行水上和沿岸地形地貌的高精度測量和水深的確定。3用DGPS定位手段進行河流湖泊的類型分布和水資源情況調查。對于無居民的河流湖泊區(qū)域：1對于一般性無居民河流湖泊區(qū)域，在遙感的基礎上進行現(xiàn)場的踏勘填圖，采用DGPS對沿岸地物特征點、典型類型及界

3、線、開發(fā)活動情況進行高精度定位，并滿足遙感影像驗證、定位校正和幾何配準的規(guī)范要求。2對于專項性無居民的流域除完成沿程勘測和填圖外還要求對特征基點進行DGPS測量及標記。對以上河流湖泊普查的GPS測量方式進行分析、總結并結和具體的測量手段，可以把河流調查測量工作情況顯示如下表1-1所示：表1-1河流調查測量工作分類表序號項目測量工作內容精度要求1河流湖泊沿線布設高精度的控制基點測量根據調查區(qū)域內的河流湖泊分布，結合工作的具體情況布設永久性的河流測量基點，為其后的遙感像控點和水上測量小區(qū)域測量提供起算點，使用靜態(tài)與快速靜態(tài)模式。達到國家控制測量的標準，點位高程精度在10-20厘米級。2水上測量與小

4、區(qū)域測量在控制點的基礎上完成的水上與小區(qū)域。使用RTK。局部與小區(qū)域測量在10厘米。3手持機測量進行無居民區(qū)域的像控測量與水資源分布、類型測量。亞米級注：在選擇GPS設備時必須有效、合理的滿足海島調查的測量任務的具體工作要求。1.2 GPS測量設備應用特點分析河流湖泊普查的工作量和精度要求決定了只有使用測量型的GPS設備才能高效、準確的完成此項調查的測量工作。GPS定位技術與常規(guī)測量技術相比具備以下特點：1觀測站之間無需通視。GPS測量不要求觀測站之間相互通視，因而不再需要建造覘標。這一優(yōu)點即可大大減少測量工作的經費和時間（一般造標費用約占總經費的30%50%），同時也使點位的選擇變得甚為靈活

5、。不過也應指出，GPS測量雖不要求觀測站之間相互通視，但必須保持觀測站的上空開闊（凈空），以使接收GPS衛(wèi)星的信號不受干擾。2定位精度高?，F(xiàn)已完成的大量實驗表明，目前在小于50KM的靜態(tài)基線上，其相對定位精度可達到12x106，而在100KM500KM的基線上可達到。而在動態(tài)測量時在20K以下RTK精度可以達到CM級，一般的RTD精度亞米級。3觀測時間短。靜態(tài)定位方法完成一條基線的相對定位所需要的觀測時間，根據要求的精度不同，一般約為13小時。為了進一步縮短觀測時間，提高作業(yè)速度，近年來發(fā)展的短基線（例如不超過20km）快速相對定位法，其觀測時間僅需數分鐘。4提供三維坐標。GPS測量在精確測定

6、觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。5操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，在觀測中的測量員的主要任務只是安裝并開關儀器、量取儀器高、監(jiān)控儀器的工作狀態(tài)和采集環(huán)境的氣象數據，而其他觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測和記錄等均有儀器自動完成。另外，GPS用戶接收機一般重量較輕、體積較小，例如南方的S-86雙頻GPS接收機，重量約為1.25kg，體積約為3500cm3因此攜帶和搬運都很方便。6全天候作業(yè)。GPS觀測工作，可以在任何地點，任何時間連續(xù)地進行，一般也不受天氣狀況的影響。二. 河流湖泊普查南方GPS產品方案2.1方案概述本方案是根據GPS定位技術在野外凈空的環(huán)境下測量時快速

7、、準確、高效的特點，及GPS設備的精度、價格，考慮到河流湖泊普查測量工作的具體情況，從調查、測量需要的方便、可靠、可行性出發(fā)，以GPS測量規(guī)范為依據制定的本方案。如下表2-1：表2-1 南方靈銳S86RTK+S750G2G2+ SDE-28測深儀 測量項目說明備注設備準備大范圍控制點測量雙頻GPS靜態(tài)采集，提供高精度的控制測量?？稍跍y量某區(qū)域前完成，也可以在河湖調查測量后進行雙頻GPS接收機，如S86局部RTK方式湖泊水深等湖泊信息測量采集厘米級三維坐標，為相關軟件提供地形圖，三維建模基礎數據內置發(fā)射電臺，靈活完成作業(yè)模式轉換，無需大電瓶S86 RTK+數傳電臺+S750G2+SDE-28測深

8、儀2.2方案描述常規(guī)的GPS測量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分（Real - time kinematic）方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。 在RTK作業(yè)模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據，還要采集GPS觀測數據，并在系統(tǒng)內組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結果，歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止狀態(tài)，也可處于

9、運動狀態(tài)；可在固定點上先進行初始化后再進入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數解固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結果。RTK測量系統(tǒng)通常由三部分組成，即GPS信號接收部分（GPS接收機及天線）、實時數據傳輸部分（數據鏈，俗稱電臺）和實時數據處理部分（GPS控制器及其隨機實時數據處理軟件）。如圖2-1：圖2-1 RTK作業(yè)示意圖1.方案配置方式：RTK測量方式，一般 由：1臺（套）基準站+A（A=1N） 臺套移動站組成。也就是，其中基準站架設在某一地方，固定不

10、動，連續(xù)采集衛(wèi)星歷元數據，并通過電臺（或者無線通訊網絡，如GPRS或者CDMA）向外發(fā)送差分數據，N臺套的移動站，則可以通過主機內置的接收電臺接收基準站發(fā)射的差分數據，完成RTK的解算。在移動站所配置的移動站控制手簿上，會配有相關的各種測量軟件，通過軟件，可以得到高精度的測量坐標值，精度一般為動態(tài)平面1cm，高程2cm。當然，針對南方S86 RTK產品來說，它也是雙頻接收機，在做動態(tài)的同時，可以進行靜態(tài)數據的采集。這樣的話，在完成外業(yè)RTK測量的同時，也完成了靜態(tài)數據的采集，內業(yè)通過相應的靜態(tài)基線處理軟件和網平差軟件，可以得到更高精度的測量值，平面5mm，垂直10mm。2.數據通訊方式的選擇常

11、見的 RTK通訊方式有以下幾種：數傳電臺、GSM數據服務、 GPRS/CDMA傳輸。 （1）、采用無線電臺通訊:這是目前最常見的 RTK通訊方式。RTK系統(tǒng)的數據傳輸多采用超高頻（UHF）播發(fā)差分信號，其特點為：直線傳播、傳播距離短、繞射能力很小、噪聲小、無盲區(qū)。而在測繪領域的 RTK應用中，無論單頻或雙頻 RTK系統(tǒng)，當前國際上都采用 UHF電臺播發(fā)差分信號，其頻率大約為 450470MHz，通道傳輸速率：9600bps。根據電磁波理論，它的傳輸屬于一種視距傳輸（準光學通視），其最大的傳輸距離是由接收天線的高度、地球曲率半徑以及大氣折射等因素決定的。目前，國內一些專業(yè)測量儀器生產公司，如南方

12、測繪儀器公司生產的適合專業(yè)的GPS RTK所使用的電臺，型號：GDL-25，射頻輸出功率： 10W/25W （可切換）其作用距離，半徑一般可以達到典型值20-35KM。（2）、GSM數據服務：GSM數據服務是指利用手機撥號連接實現(xiàn)的數據交換業(yè)務，需要基準站和流動站都有具備數據傳輸功能的手機和開通數據傳真業(yè)務的 SIM卡，撥號方式跟平時用手機打電話差不多，接通后即可建立數據通道，實現(xiàn)數據傳輸。這種方法的優(yōu)點就是只要有手機信號的地方均可使用。使用 GSM數據服務的缺點是只能一對一的通訊，即只能支持一個流動站。( 3)、GPRS/CDMA傳輸：這種方式相當于在 INTERNET網絡上傳輸數據，即將電

13、臺數傳移植到移動 Internet網絡，基準站將 RTK差分數據發(fā)送到網絡服務器，服務器再將數據發(fā)送到流動站。使用這種方式通訊需要架設一個服務器。其相對于 GSM通訊的優(yōu)點是：可以實現(xiàn)一對多的通訊，只要能夠訪問網絡服務器就能讀取基準站數據，且只是在數據傳輸的時候才收費，相對于 GSM通訊來說相當便宜。對于本方案， 可以使用南方S86的雙功發(fā)射模式（如圖2-2），即基準站在使用電臺發(fā)射的同時，也可以通過通過GPRS/CDMA傳輸。此種配置，優(yōu)勢明顯。既保證了作業(yè)的可靠性，又可以有效的延長作業(yè)距離，當使用電臺通訊方式距離受到限制的時候，無法滿足超過電臺有效覆蓋范圍的測量后，在移動站部分，可以方便的

14、切換到GPRS/CDMA傳輸通訊方式下作業(yè)，以滿足更長距離的測量工作。圖2-2 S86基準站架設圖3. 方案電源問題的解決野外測量條件簡陋，環(huán)境艱苦。特別是某些無人區(qū)，電源問題尤為重要，常規(guī)測量辦法，供電時一大問題，采用此方案，RTK系統(tǒng)和SDE-28測深儀部分的供電，可以普通的汽車蓄電瓶解決，只要有汽車，就可以隨時充電，可靠，易行。2.3方案的實施步驟1、可以在所要測量區(qū)域內，先布設滿足要求的基站點，以便架設基準站，并且能夠作為后續(xù)測量調查的基點。布點原則，應以全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T 18314，和河湖普查測量的相關依據為參考依據。2、基站點布設好后，在實際測量的時候，可采用

15、：“基準站+外掛數傳電臺+超出電臺覆蓋范圍后連續(xù)搬站”的方式作業(yè)。沿測量區(qū)域布設的基站點，架設基站，在基準站覆蓋范圍內采用一臺或多臺移動站作業(yè)，超出基準站數傳電臺的通訊覆蓋范圍后，可以搬站到相鄰的另一基準點架設基準站，再次進行作業(yè)。如此循環(huán)。對于面積較大的所需測量區(qū)域來說，可采用環(huán)形模式進行布點測量。如下圖2-3所示：編號處小圓表示基準站架設位置，大圓為該基站覆蓋范圍。分別在1、2、3.號處架設基站，測量整個區(qū)域。 對于在區(qū)域中央部分，架設于岸上基準站無法覆蓋的區(qū)域，若有小島嶼就在島嶼上架站，若沒有，可以找水淺處打樁，將基準站主機架設于樁上，在樁附近停小艇供電，建立基準站，實現(xiàn)第一步所述作業(yè)。

16、對于，面積較小，或者條狀區(qū)域來說，如圖2-4，則可以沿線布設基準點，架設基站，完成測量工作。 圖2-3 圖2-4 3、測量數據的采集和數據最終的統(tǒng)一依據河湖調查測量的具體情況，在前期數據采集的時候，可以先進行測量，直接采集WGS-84坐標，即B,L,H值。如果需要轉換到全國統(tǒng)一或者當地的絕對坐標系，則可以通過以下方法得到：待全部測區(qū)測量完成后，在基準點上，將基準站所采集的靜態(tài)數據聯(lián)測所需要轉換的坐標系中的已知點，進行靜態(tài)數據網平差解算。 求出測區(qū)內轉換參數，如七參數。依據求得的某一區(qū)域的轉換參數，對所測量的原始數據，BLH值進行數據轉換。最終，將所測量的數據，轉換歸化到某一統(tǒng)一、指定的坐標系統(tǒng)

17、中。2.4方案組成產品及介紹 可采用以下硬件產品，進行方案實施：S86 雙頻RTK ：用作基站和流動站 接收機。數傳電臺 ：用于差分數據傳輸。S750G2 ：RTK的配套采集手簿，也可以做河湖信息數據采集工具。SDE-28測深儀 ：用于河湖的水深數據采集。相關軟件：如工程之星，測圖之星，導航之星，自由行-水深測量軟件其他附件，如汽車蓄電瓶，測量腳架等。2.4.1 S86 GPS測量系統(tǒng)特點 S86結合了最新的GPS RTK接收機的先進技術并以靈巧的外觀造型、真正全無線設計給您帶來輕松的測量模式。S86 RTK的軟件系統(tǒng)在繼承前期軟件多樣化、方便性、強大操作功能的同時不斷細化軟件的功能，針對不同

18、的測量應用量身定做最人性化的軟件方案?！肮こ讨恰薄半娏χ恰薄皽y圖之星”，讓測量更有針對性。如圖2-4，圖2-5。1.產品主要特點：（1）內置雙電池組可保障內置電臺連續(xù)10小時超長時間供電，電池固化在主機內，主機充電無須拆裝，提供最可靠的電源保障； （2）S86主機采用最新的ARM9內核的CPU、速度高達400Mhz，內存更大、處理速度更快、實時性更高；采用實時、多任務的嵌入式操作系統(tǒng)，功能更強大，采用標準的兼容的磁盤文件系統(tǒng)、更穩(wěn)定、更可靠，數據文件管理和維護更方便。（3）S86實現(xiàn)了核心數據鏈技術的又一次飛躍，實現(xiàn)了發(fā)射電臺內置，中置UHF接受天線使天線電磁中心和雙頻天線電磁中心相融合，

19、減少電子串擾的同時提高設備在復雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力。同時仍能夠滿足典型作業(yè)距離內的測量作業(yè)，使得基準站擺脫沉重的電瓶和線纜，真正的實現(xiàn)一體化全無線作業(yè)（4）集成一體化設計，高品質液晶屏實時顯示，語音提示，操作更便捷；堅固的全合金外殼，防震抗沖擊，防塵、防水、防腐蝕設計，結構更科學，屏蔽更安全（5）S86實現(xiàn)電臺內置的同時， 集成了網絡CDMA/ GPRS模塊，移動站任意切換，可以利用手機網絡實現(xiàn)更遠距離的作業(yè)夢想。2.產品技術指標：精度指標：靜態(tài)平面精度：3mm+1ppm靜態(tài)高程精度：5mm+1ppmRTK平面精度：1cm+1ppmRTK高程精度：2cm+1ppm碼差分定位精度：0.45m

20、（CEP）單機定位精度：1.5m（CEP）GPS部分帶有SBAS星站差分功能2854通道的接收機，預留72通道升級包括：14通道GPS L1+2通道SBAS14通道GPS L2通道12通道GLONASS L1通道（支持）12通道GLONASS L2通道（支持）數據更新率：5Hz（可達到20Hz）物理參數：尺寸：158mm X 158mm X 78mm重量：1.2 kg工作溫度：-45攝氏度至 60攝氏度 存儲溫度：-55攝氏度至 85攝氏度 低功耗：2W2.4.2 S750G2 GPS測量系統(tǒng)特點1.S750G2產品特點：（1）專業(yè)測量型GPS天線、定位主板，精確穩(wěn)定（2）雙通道跟蹤SBAS衛(wèi)

21、星，單機既可高精度定位（3）自動切換的外接天線，方便對中點位靜態(tài)測量（4）內置高品質藍牙，可作為RTK的手簿使用（5）可在強日光下讀寫的大屏幕彩色液晶，TFT觸摸屏，（6）NMEA0183國際標準定位格式輸出（7）高端的系統(tǒng)硬件，運行快速穩(wěn)定（8）一體化三防設計，可拆卸全天用鋰電，野外性能卓越（9）內置310萬攝像頭、LED補光燈2產品技術指標系統(tǒng)： 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows Mobile 6.5處理器：Intel PXA-310 624MHz XScale, 32 bit RISC CPU內存儲器：256MB RAM /256MB M-System閃存、SD記憶卡擴展槽

22、640x480分辨率，3.7英寸Full VGA彩色液晶顯示器TFT觸摸屏，強光下可讀寫全數字鍵盤錄入，軟鍵盤字符錄入標準藍牙GPS指標: 接收機:L1， 12通道，并行跟蹤（雙通道SBAS跟蹤） 實時差分改正：亞米級（CEP）（外部源修正或SBAS）后差分處理：亞米級（CEP）靜態(tài)：水平5mm+1ppm，高程10mm+1ppm(典型值要求最少能鎖定5顆衛(wèi)星，PDOP小于6，SNR最小值為39dBHz，且有合理的多路徑條件等)2.4.3 DES-28數字化測深儀特點 SDE-28型測深儀 換能器（探頭）南方SDE-28型測深儀是現(xiàn)在最流行的新一代便攜式數字化、電腦化產品，是集水深測量、軟件圖形

23、導航、定位數據、水深數據采集功能一體化的水上測量設備。它經歷了南方公司兩年多的研發(fā)過程，經多方面、不同水域、海區(qū)的測試、改進和完善，以其技術先進、性能穩(wěn)定，操作簡單、攜帶方便、價格合理而得到一致好評，是一款性價比極高的新產品，也是南方公司今年推出的又一款精品。本機自帶12.1英寸彩色觸摸式顯示屏，可外接鍵盤、鼠標操作或點擊屏幕操作，內嵌WINDOWS XP操作系統(tǒng)，CPU主頻：668MHZ，內置1G海量電子存儲器，能與任何廠家的GPS連接和定位測量，可安裝、運行不同軟件商提供的水上測量、導航軟件實施外業(yè)測量，設備兼容性強，抗震、防水性能好，是一款海洋、江河、湖泊水深測量和港口、航道疏浚工程測量

24、的理想設備。1.特點：（1） 不銹鋼的外殼，使主機更結實更可靠（2） 主機內嵌WINDOWS XP操作系統(tǒng)，系統(tǒng)可一鍵快速恢復（3） 自帶12.1英寸彩色觸摸式顯示屏，可外接鍵盤、鼠標操作或點擊屏幕操作CPU主頻：668MHZ，內置2G（可選配4G）海量電子存儲器（4） 兼容性強，能與任何廠家的GPS連接和定位測量，可安裝、運行不同軟件商提供的水上測量、導航軟件實施外業(yè)測量（5） 測深數據和圖像同步實時記錄，可完美再現(xiàn)和快速打印（6） 主機的低功耗密封設計，即保證防水，又有效解決了散熱（7） 180度可調牢固支架，保證外業(yè)測量的最佳視覺效果2.性能與技術指標：工作頻率：200KHZ發(fā)射角度：7度發(fā)射功率：200W 分高、低、自動可選；聲速范圍：13001650 測量深度：0.30m300m測深精度：1cm+0.1%h吃水范圍：0m9.9m分 辨 率： 1cm供電方式：直流9-25V（12V鉛酸電池適用）或交流220伏兩用；功 耗：小于25WI/O接口：2個COM口、2個USB口、一個打印并口；內置存儲器容量：2GB（可根據客戶要求配置4G的）；串口輸出：仿真多種格式，波特率可調；數據回放和打印功能，測深數據和圖像同步記錄，具有