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中国地球物理2011 ·677·
(19)地质调查和矿产勘查地球物理
GPS.RTK技术在海岸侵蚀动态监测中的应用研究
ofcoastalerosionwith GPS-RTK
Dynamicmonitoring using technology
单瑞’于得水周良勇 印 萍
ShahRui+YuDeshuiZhou Yin
LiangyongPing
青岛海洋地质研究所青岛266071
1.引言
传统海岸侵蚀监测往往采用水准仪进行常规水准测量,该方法不仅效率偏低,且由于沿海地区缺少水
准基点而不宜得到各监测剖面的绝对高程值。而GPS实时动态测量技术(RTK)可以实时地提供cm级的定
位精度并且可以提供绝对高程值,特别在大面积填图不便建立控制点的区域更有其优越性。
2.基于RTK技术的监测方法研究
1)RTK测量原理
RTK定位的关键技术是无线电数据通讯和整周模糊度的快速求解【l】。其工作的基本原理是基准站和
流动站同时接收相同卫星进行载波相位测量,同时基准站通过数据链将测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及
接收机工作状态信息等发射出去,流动站接收机完成初始化工作后,在接收到GPS信号进行载波相位观测的
同时,还通过数据链接收来自基准站载波相位差分及其它信息,实时解算WGS84坐标系坐标,并根据控制器
上设置的转换参数,实时计算出流动站的北京54或国家80以及其它地方坐标系的平面坐标和海拔高程。
2)求解地方坐标转换参数
标系统,而是通过坐标系转换得到用户所指定的坐标系坐标,如转换成北京54坐标系、1980西安坐标系坐标
等。因此,正确求取并灵活应用坐标转换参数是RTK定位技术应用中的一个重要技术环节。为提高测点
精度,建议使用七参数进行坐标转换。
3)控制点精度检核
若测区范围较大,需要将测区分为多个测段进行测量。为保证测量成果的可靠性,每次在某一测段架
设基站开始RTK测量之前,应先在该区域内其他控制点上观测检核,同时做到每天测量前都对测区内的
控制点进行精度检核。
4)高程拟合
GPS测得的是大地高,而实际应用需要的是正常高,这就存在高程异常问题。采用7参数转换获得的
正常高,由于大地水准面的不规则性,而存在高程转换残差。如果需要精确的正常高,可通过高程拟合模
型,对高程转换残差进行拟合,在七参数转换出来的正常高上加一个修正量来获得精确的正常高。通过
GPS水准观测,结合大地水准面模型采用移去恢复技术或者是多项式拟合,均可以实现未知点高程异常求解。
3.应用实例
基于上述原理,在海南沿海某海砂开采区开展了岸滩剖面动态测量。应用中实现了测区WGS84坐标
系统与当地平面坐标系统之间的7参数转换,平面转换精度及高程拟合精度均可以达到cm级。在此基础
上,共布设2l条监测剖面,通过周期性观测便可精确的反映该区域海岸侵蚀动态。
4.结论与展望
本文结合实际应用,探讨了RTK技术在海岸带动态侵蚀监测应用中的一系列问题及对策。GPS.RTK
技术的应用很好的解决了常规水准测量所面临的诸多难题,同时大大提高了作业效率。
本研究由中国地质调查局项目“海陆相互作用和海岸带地质灾害”(GZH201100203)资助。
参考文献
【l】周忠谟,易杰军.GPS卫星测量原理与应用(修订版)【l订】.北京:测绘出版社,1997.
[2】魏子卿。王刚.用地球位模型和GPS/水准数据确定我国大陆似大地水准面田.测绘学报,2003,32(1):1—5.
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