基于網絡RTK的無驗潮水深測量系統(tǒng)及其應用研究
本文關鍵詞:基于網絡RTK的無驗潮水深測量系統(tǒng)及其應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水路運輸是全國交通網的重要組成部分,長江更是我國的主要運輸河流。作為航道建設與維護工作的基礎,航道測繪工作的重要性越來越凸顯。相比較傳統(tǒng)有驗潮方法,無驗潮水深測量減弱了人工因素的干擾,提高了成果的可靠性,減少了驗潮站的建設與維護的成本,節(jié)省了人力與財力的支出。本文基于現有的儀器設備,二次開發(fā)并構建了一套完整的基于網絡RTK的無驗潮水深測量系統(tǒng)。在長江典型江面上進行了方案測試與精度評定,并與傳統(tǒng)有驗潮方法進行了分析比較。本文的主要研究內容與成果總結如下:(1)闡述了長江江蘇段水深測量的重要意義。包括水深測量與定位手段的發(fā)展狀況,無驗潮水深測量方法的發(fā)展及應用,以及區(qū)域似大地水準面精化的發(fā)展及現狀。簡單介紹了基于JSCORS的網絡RTK定位系統(tǒng)的組成和定位原理,以及無驗潮水深測量的原理與優(yōu)勢。(2)基于現有的儀器設備,二次開發(fā)并構建了一套基于網絡RTK的無驗潮水深測量系統(tǒng)。詳細介紹了該系統(tǒng)外業(yè)數據采集和內業(yè)數據處理的流程,其中涉及到高程基準的轉換,比較分析了三種高程擬合模型的優(yōu)缺點,考慮到長江江蘇段的地形特征與走勢,采用分段二次曲面結合BP神經網絡的模型進行高程擬合。(3)深入分析了本文構建的無驗潮水深測量系統(tǒng)的誤差來源。主要有網絡RTK測得的WGS84大地高誤差、似大地水準面精化的誤差、換能器安裝偏差及船體傾斜、測深延遲效應等。實驗驗證了JSCORS系統(tǒng)平面精度優(yōu)于3cm,高程優(yōu)于5cm的定位精度。采用本文提出的分段二次曲面結合BP神經網絡的模型進行高程擬合,模型最終的內符合精度指標為±1.84cm,外符合精度指標為±1.95cm。并用現有控制點資料對模型進行外部精度測試,高程轉換誤差值為3.95cm,說明本文構建的高程擬合模型總體精度良好,滿足無驗潮水深測量水位誤差小于10cm的精度要求。(4)設計具體實驗,通過在長江典型江面上外業(yè)采集數據,內業(yè)數據處理分析,來檢驗本文構建的無驗潮水深測量系統(tǒng)的精度。詳細介紹了無驗潮水位的生成以及有驗潮/無驗潮方法處理數據得到水底高程的流程。無驗潮水位與驗潮站水位相比,水位互差波動在15cm之內,平均值為6.6cm;水底高程互差的抖動范圍大致在25cm之內,平均值為7.6cm。說明有驗潮/無驗潮兩種水下地形內業(yè)處理結果具有較好的一致性,該無驗潮水深測量系統(tǒng)的精度滿足《水運工程測量規(guī)范》小于20cm的精度要求。本文所構建的無驗潮水深測量系統(tǒng)能在內河航道推廣普及應用。
【關鍵詞】:網絡RTK 無驗潮 水深測量 高程異常 JSCORS 精度測試
【學位授予單位】:東南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:U612.2;P228.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-17
- 1.1 研究背景9-10
- 1.2 國內外研究現狀10-15
- 1.2.1 定位技術的發(fā)展10-13
- 1.2.2 測深技術的發(fā)展狀況13-14
- 1.2.3 國內無驗潮水深測量技術的發(fā)展及現狀14-15
- 1.2.4 區(qū)域似大地水準面精化的發(fā)展及現狀15
- 1.3 本文研究的主要內容15-17
- 第二章 基于網絡RTK的無驗潮水深測量系統(tǒng)17-38
- 2.1 網絡RTK定位系統(tǒng)17-20
- 2.1.1 JSCORS概況17
- 2.1.2 系統(tǒng)建設17-20
- 2.2 無驗潮水深測量20-22
- 2.2.1 無驗潮水深測量的原理20-21
- 2.2.2 無驗潮水深測量的優(yōu)勢21-22
- 2.3 高程基準轉換22-27
- 2.3.1 高程異常改正22-26
- 2.3.2 深度基準面高程改正26-27
- 2.4 無驗潮水深測量系統(tǒng)的構建27-37
- 2.4.1 外業(yè)數據采集27-33
- 2.4.2 水深數據后處理33-35
- 2.4.3 水深測量文件格式介紹35-37
- 2.5 本章小結37-38
- 第三章 無驗潮水深測量系統(tǒng)的誤差分析38-52
- 3.1 JSCORS系統(tǒng)實時定位性能測試38-42
- 3.1.1 測試方案38-39
- 3.1.2 初始化時間試驗與分析39-40
- 3.1.3 實時定位精度測試與分析40-41
- 3.1.4 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析41-42
- 3.2 高程異常改正精度42-49
- 3.2.1 分段擬合法42
- 3.2.2 高程高程異常改正精度42-49
- 3.3 換能器安裝偏差及船體傾斜49-50
- 3.4 測深延遲效應50-51
- 3.5 本章小結51-52
- 第四章 無驗潮水深測量系統(tǒng)精度測試52-61
- 4.1 實驗方案52-53
- 4.2 內業(yè)數據處理53-56
- 4.2.1 水深數據預處理53-54
- 4.2.2 無驗潮水位生成54-55
- 4.2.3 有驗潮方式處理數據55
- 4.2.4 無驗潮方式處理數據55-56
- 4.3 水位數據精度測試及結論56-60
- 4.3.1 水位結果比較56-58
- 4.3.2 水底高程結果比較58-60
- 4.4 本章小結60-61
- 第五章 總結與展望61-63
- 5.1 主要工作結論61-62
- 5.2 研究展望62-63
- 致謝63-64
- 參考文獻64-67
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與取得的學術成果67
【參考文獻】
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