水下地形测量的误差来源分析：影响因素有哪些？-百检网

随着各种现代化建设工程的全方面开展，水下地形测量活动日益增多。但是，由于水下地形测量的对象和工作环境具有特殊性，测量精度难以把握，进而影响测量质量。
目前水下地形测量的作业模式较多采用无验潮测量技术，即GPS实时差分RTK和数字测深仪相结合，分外业和内业两部分。其中，外业包括数据采集、坐标转换、导航、设备监控，后处理包括吃水改正、姿态改正、格式转换、生成地形图等。基于系统自身原理，水下地形测量精度主要取决于水深测量精度和平面定位测量精度。本文主要分析水下地形测量的误差来源。

水下地形测量误差来源：回声测深
根据回声测深仪的工作原理，水深是通过声波在水中的传播来实现测算的。但在声速测定修正时由于采用不同的计算方法、不同的经验公式，计算的声速不同就会影响水深测量的结果，这就在一定程度上产生了水下地形测量误差。
水下地形测量误差来源：船舶姿态变化
由于 GPS-RTK 和回声测深仪的载体都是船舶，在水下地形测量过程中，浪涌引起的船舶纵倾、横摇、升沉等姿态航向变化，必然会使RTK天线中心和换能器中心的相对位置以及换能器发射声波的角度发生变化，进而影响水下地形测量精度。当海域波浪高超过0.6m，内河波浪高超过0.4m时，停止地形测量作业。在符合作业条件时，可以通过姿态测量改正来削弱其影响。
水下地形测量来源：卫星状况的影响
在RTK测量中，卫星的空间分布和信号强度对水下地形测量作业影响甚大。当基准站和流动站公共卫星较少时，很难甚至不能达到RTK工作的初始化条件，RTK测量精度就无从谈起。在我国，总有一段时间存在卫星几何强度较弱的时段，此时间段内，RTK 很难得到固定解；即使存在固定解，其收敛状态也满足不了高精度的要求。
水下地形测量来源：电离层影响
RTK初始化的时间和可靠性，是RTK系统测量精度的保证。在正常工作条件下，RTK系统能自动模拟基准站和流动站之间对流层和电离层的差异，并能自动消除其影响。但当电离层发生剧烈变化，导致卫星信号传播至基准站和流动站各自所受电离层影响不一致，且距离越远影响就越大，此时系统已无法消除其影响，导致失锁和周跳，使初始化不能完成。
水下地形测量来源：多路径效应影响
众所周知，GPS测量中受多路径效应影响较大，尤其是进行海洋测绘时，作业环境中大规模的水面成为解决多路径效应难以克服的障碍。
水下地形测量来源：存在伪值问题
RTK测量作业中，有时存在着伪固定解问题。在RTK 表征精度条件（固定解、收敛值、均方根等）均满足精度要求时，其地形测量结果却不可靠，平面误差可达数米，而这种状况通常不易被发现。
水下地形测量来源： 高程测量精度偏低
在GPS测量中，平面精度由于卫星空间分布具有一定的空间均匀和对称性，定位精度较为可靠。但在高程精度方面，由于GPS-RTK 只能接收到地平面以上某个角度以上的卫星信号，其卫星空间组成严重不对称，以致高程测量精度不高，加之其高程基准与我国现行高程基准不一致，这就要求数据转换精度必须有保证。

采用GPS无验潮模式水下地形测量，通过RTK和数字测深仪相结合，无须验潮改正即可以高精度、实时、高效地测定水下地形点的三维坐标，避免了读取潮水位和验潮改正等环节的误差，既保证了测量精度也提高了作业效率。但是，在地形测量作业中，声速测算及采用、作业船舶姿态改正、船舶动态吃水改正等是影响测深精度的重要因素；RTK在进行水面作业时也存在卫星观测质量、多路径效应等一些影响因素。通过本文的系统分析和讨论，保证测深仪测深精度和RTK高程测量精度才是保证水下地形测量精度的根本，针对这2个方面的误差来源，只有削弱其中不利因素对地形测量结果的影响，才能从根本上提高水下地形测量精度。

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