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GPSGPRS技术在水面流速、流向测量中的应用 　　摘 要：水面流速、流向测量是测定沿河宽布放的各个测量浮标，沿流程每一定时距的平均位置，据以展绘出水 　　 面流速、流向图。通过采用GPS/GPRS技术来测量水面流速、流向，并使内、外业一体化, 实时绘制水面 　　 流速、流向图，可以提高测量精度，减轻工人的劳动强度。 　　关键词：GPS/GPRS技术 跟踪测量浮标 流速、流向图 　　水面流速、流向测量是测定沿河宽布放的各个测量浮标，沿流程每一定时距的平均位置，据以展绘出水面流速、流向图。将每个浮标的定位点顺序连线得流向图，线上两相邻点位置的间距除以定位间隔时间为该两点间的水面流速。同时还要测量其水位及比降。目前两相邻点位置的间距的测量方法：主要有船上六分仪后方交会或岸上经纬仪前方交会法。这些方法测量精度低、劳动强度大，且受通视、天气等很多条件的限制，相比之下，GPS/GPRS技术有更多的优点。 　　 GPS/GPRS-RTK技术在水面流速、流向测量的基本原理 　　目前GPS测量方法主要分为：事后差分处理和实时差分处理。事后差分处理多用于静态测量，其精度根据不同的测量等级来确定测量方法，其精度可达到毫米级，广泛应用于建立各等级的测量控制网及各类建筑的测设和监测。实时差分处理包括位置差分和伪距差分、载波相位差分。其中位置差分和伪距差分能满足米级定位精度，已广泛应用于导航等。载波相位差分技术又称RTK技术。它是一种高精度实时相位差分动态点位技术，由基准测量站、移动测量站及RTK差分数据组成。移动测量站无需在已知点上做初始化，而直接在动态环境确定整周模糊度，实时接收GPS定位信息，并按基准测量站发送的数据差分改正数进行修正，获得厘米级精度的三维坐标，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样等外业测量带来了极高的作业效率。 　　采用GPS/GPRS技术研制的跟踪测量浮标对水面流速、流向测量的基本原理采用了事后差分处理和实时差分处理技术，实时差分处理用来实时跟踪测量浮标，事后差分处理用来精确绘制水面流速、流向图。 笔者在研究水面流速、流向测量时采用了测量基准站加多个测量流动站产品的??用形式。首先将基准站架设在所测河段50KM内的岸边，通过一段时间测量测出基点坐标值（若有已知控制点更佳），再将若干个跟踪测量浮标沿河宽均匀分布地投入河面，浮球随水漂流，测量船上的跟踪器与电脑相连，通过电脑实时跟踪测量浮标。测量基站每秒采集一次卫星数据并通过GPRS数据流将信息发往管理服务器，同理各测量流动站也将采集的卫星信息发往服务器，服务器对来自测量基站与测量流动站的数据链信号进行解码和实时分析处理，并在系统内对采集和接收的数据进行实时载波相位差分，使得流动站得出小于0.1米的定位坐标值，然后管理系统计算出实时的流速、流向再将数据通过GPRS发往测量管理端的PC机上显示出来。测量管理船上的测量跟踪器通过PC机上显示的各浮标的位置实时跟踪并及时寻回浮标。电脑通过保存所测完整数据经事后结算得到精确的水面流速、流向图并立即打印水面流速、流向图。测量工作结束。 　　 GPS/GPRS技术测量水面流速、流向的特点 　　受天气因素的影响很小。传统测量方法只能在白天且天气条件较好的情况下工作，GPS/GPRS技术可昼夜测量且不受能见度、气候、季节及天气状况等因素的影响和限制。 　　测量者与测量浮球、测量基站之间无需通视。传统测量方法受大桥、岛屿、航行船舶的影响测量工作无法进行，GPS/GPRS技术只要有GSM网络就可正常工作。 　　测量的精度高，没有误差积累，测量数据安全可靠。传统测量方法受客观条件、主观人为因素的影响测量误差较大。GPS/GPRS技术采用DGPS差分技术与无线网络技术，实时跟踪测量精度达到亚米级，事后结算精度达到厘米级。间隔时间采用卫星提供的标准时间计算，测量数据采用了边测量边储存边发送等多种保证措施，因此所测的流速、流向的精度高，数据保存完整。 　　实现了内、外业一体化操作，节约了大量的人力、物力、财力。传统测量方法是先靠外业测量数据，需要很多人并配备测量船才能完成，然后将数据取回通过内业人员处理，再描绘流速、流向图。GPS/GPR技术是边测量边自动生成客户所需要的图纸，也可以根据客户的需要输出不同的数据格式，供客户使用。 　　技术含量高、操作简单。该测量仪器与测量方法是南京航道处与湖北蓝宇航标有限公司技术人员共同研制与发明的。充分利用了目前国内较先进的卫星定位技术、地理信息技术、无线网络技术。测量时只需在电脑上作简单操作，测量便自动进行。 　　增加了测量人员的安全性。由于该测量方法改变了传统的测量方式，不需要人员或船舶跟踪测量仪器，减少了测量船舶在测量河段的交叉行驶的时间与路程，做到节约生产、安全生产，降低能耗。