测船航速——全站仪极坐标法水下地形测量定位精度的保障
测船航速——全站仪极坐标法水下地形测
量定位精度的保障
第3期
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河口与海岸工程
EstuarineandCoastalEngineering1998年1O月
测船
水下
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航速——全站仪极坐标法
地形测量定位精度的保障
陆波胡建炯
(浙江省河口海岸研究所测验队)
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水下地形测量中,定位是一个重要的组成部分,定位精度的高低,直接关系到水下地形
图所表示的水下地物,地貌的正确性.不同比例尺的水下地形测量的定位精度,必须采用相
应精度的定位方法来保障,目前常用的定位方法有:前方交会法,后方
交会法,侧方交会法,
极坐标法,无线电定位法,GPS差分定位法及水下声学定位等.水下地形测量不论应用上述
哪种定位方法,测点始终在测船上,而测船又处在运动状态,这样影响定位精度的因素比陆
上测量有所增加.随着测绘仪器的不断更新发展,近几年,在港湾大比例尺水下地形测量时,
经常由全站仪应用极坐标法进行测量,由于极坐标法测量方便灵活,所受制约条件较少(只
要测站与测区通视即可),此方法已被不少作业单位所青睐,下面就全站仪在大比例尺水下
地形测量时所产生的误差作一
分析
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.
1全站仪定位的工作原理
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2操作方法
在岸上选定一个视野开阔,离水面高差较小(便于瞄准目标)的地方,设置一个测站点,
确定平面坐标,在该测站点上架设全站仪.对中,整平后全站仪瞄准后视目标.输入测站坐
标值及后视点l坐标值.显示后视目标方位角,由计算方法饺核显示目标方位角正确无误后,
(表明输入的两站点平面坐标正确无误),全站仪设置跟踪状态,待机进行跟踪测量
在测船上,安置并调试好回声测深仪,使目标棱镜与测深探头处于同一铅垂线上,(减小
定位点与测深点之间误差),待船上一切准备工作完毕.测船驶到由断面桩上经纬仪指挥的
断面线上,控速行驶,与测站用无线电或旗帜联系,依次进行同步测量.
3精度分析
全站仪极坐标法定位时,为了确保全站仪每次采样必有测点坐标值.一般测船上使用多
棱镜,这样容易产生照准偏距d(一般多棱镜约为10cm)全站仪跟踪采样时间t,全站仪采
样时,回声测深仪也同时进行采样(采样速率为每秒11个数据),当测站点与测船上用无线
电对讲机来进行同步采样时,往往容易产生不同步性(即延时误差),再加上垒站仪本身的测
距中误差和测角中误差(与测距远近有关),最后还存在系统误差:地球曲率改正及高斯投影
改正.综上所述,全站仪在测点动态状态下,所产生的误差有:IT1=士[m+(m/p×s)+
m:+m:].(1—2)
式中:m.——测距中误差:如使用拓普康GTS21ID全站仪,在有效测
距1800m或索佳
NET2C全站仪,在有效测距3500m内,分别按它们的测距标称精度公式计算,中误差均小
于Icm.
m/P×s——测角中误差:如使用GTS21ID的测角偏差为5.NET2C的测角偏差为
2”.
则GTS21IO的测角中误差最大m./p×s=5/206265×1800=4.4cm
NET2C的测角中误差最大m/pXs=2/206265×3500=3.4cm
仃ld一一棱镜偏距最大为10era
m一一tX,为采样不同步延时误差,因为全站仪在采样时,测船在运动中,其中.t
为定值(GTS211D为0.5秒,NET2C为0.7秒),由此可知m采样不同步延时误差的大小
取决于船速v的大小.
至于系统误差:地球曲率改正可通过全站仪设置自动归算.高斯投T2C型:m,0_7×V建.
由上式可知.不同比例尺的水下地形测量的船速控制的大小也不一样,比例尺越大,船
速要求越慢.当施测1:1000水下地形时,如使用NET2C型全站仪,则船速必须小于2m/
s.依次类推
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