1 无验潮测深技术的原理
无验潮测深技术需要以RTK结合测深仪为基础进行使用。RTK结合测深仪主要是利用载波相位差技术获取精度标准为厘米的三维坐标。能得到最大精度的尺测图，该探测仪在高度上的精确度也能达到厘米级，符合精确测量的标准。工程中所说的高程h指的是最深基准面距离天线中心的高度，是通过已知的高度经过计算得到的高度。海底距离换能器的高度可通过RTK结合测深仪发出的脉冲声波测量得到，之后依据相关参数进行计算得出水深。RTK无验潮测深技术的原理如图1所示，在实际施工过程中，会在测深仪换能器杆的顶部安装RTK天线，换能器杆与天线要保持在同一条垂线上。测深仪换能器的底端至RTK天线中心的垂直距离用
表示，海底至测深仪换能器底端的垂直距离用
表示，这同样也是测出的实际水深，
点的高度用
表示，
，一般情况下
均＜0。测水的深度时负高程便是水深，作图时通常不在水深前添加符号。
图1 RTK无验潮测深技术工作原理
2 无验潮测深技术中对精度造成干扰的几个因素
2.1 换能器杆安装不到位及船体发生倾斜
换能器与RTK天线都连接着换能器杆，换能器杆若没有正确安装，就会出现偏角，对测深仪的测量结果造成干扰，同时，若RTK天线在测量过程中未保持垂直，也会使测量结果偏小，进而出现误差。与传统的有验潮测量相比较，这种测量技术中出现误差的几率较大。若测量过程中换能器杆出现了倾斜，换能器底端至GPS天线中心的高度h以及仪器中出现的水深值，和测量真值b之间的关系如图2所示，计算的数学公式见式（1）。
图2 换能器杆安装偏差影响测深精度
通过表1数据发现，换能器的杆长越大、水深度越大、换能杆的倾斜程度越大，则测量得出的水深值越大于实际值。由此可见，在测量过程中一定要随时调整换能器杆的角度，保障其保持垂直状态。同时，在测量过程中海浪的方向不能垂直于行船方向，测量线要平行于海浪的方向。如果在测量过程中船体出现了颠簸，也会导致测量结果出现偏差，但是在实际工程中发现，这种误差在测量中属于偶然误差。进行单波速测量时，船体颠簸造成的误差通常可归纳在换能器杆出现的误差中，并且发生结果偏差后，不在立体空间内进行矫正。最后要注意的是海浪的方向，测量线一定要平行于海浪方向，船体行驶方向不能垂直于海浪方向，只有这样才能有效解决倾斜干扰。
2.2 来自RTK仪器中的误差
RTK仪器对无验潮测深技术产生的影响十分大，该技术作用的范围越广，使用RTK仪器测量出的数据精确度越低，进而导致测深的精度降低。此外，使用RTK仪器的时间一旦过长，其中的电子器件就会出现老化，各种性能大大降低，进而也会导致测量精确度减小，并且同一台机器定位的时间不同，测量的精度也会出现偏差，所以要定期检修RTK仪器。
2004年，江苏地区的某个工程中使用了无验潮水深测量技术。开始测量前，在需要进行无验潮水深测量的区域中进行了精度测试，并且根据具体需求调整了参数。该工程方向由南至北，施工位置在京杭运河上，施工长度为60km，河宽为100m。施工过程中使用的仪器是中海达数字测深仪与泰雷兹6502RTK。工程沿线设立的E级GPS点有55个，每一个GPS点都根据相关标准完成了高程点联测。同时，要在高出地面大约10m的位置设立RTK基准站，保障基准站能顺利传播数据。
2.3 其他因素的影响
在陆地工程中已经开始大规模使用RTK技术，使用该技术进行测量时，数据的精确度是由高程异常与仪器共同决定的。测量仪器的精度可在购买过程中直接得知，高程异常的精度也可以在施工过程中进行控制。使用RTK技术在海上测深时，由于大海无边无际，很难用控制网检测整个海域。借助陆地控制高程异常的精度时，要使用外推的方式，检测的区域距离海域越远，得到的精度便越低，所以测区中高程异常的变化程度较大时，在用RTK无验潮测深技术检测前，就要解决高程异常的问题，这是工程中的关键，也是文章重点研究的内容。下文通过实际工程案例解释仪器误差以及高程异常对测量精确度造成的影响，并找到了有效的解决方法。
某个工程中的测区总体积为480km3。测区周边有非常充足的地下资源，并且也有许多石油钻井分布。为了确定无验潮测深技术是否在该工程中适用，开始测量前在附近陆地上选择了3个控制点进行高程检测。使用的检测仪器为泰雷兹6502RTK。在其中的一个控制点上设立了RTK基准站，基准站的周边比较宽阔，无信号遮挡物。当完成基准站的设立后，就要在其他两个控制点完成高程测量，第一个控制点（G1）与第二个控制点（G2）之间的距离为11.3km，与第三个控制点（G3）的距离为10.6km。高程测量得到的不符值为39cm、28cm。测量出的结果与仪器标准相差的比较大，这个结果也能证明该工程在使用RTK技术时会被高程异常干扰，所以在测量前就要根据影响因素调整测区的参数。
在测量开始前，在海域周边设立临时验潮站，分别距离海区5、10、15、20km的位置设立，潮位观测时使用自动潮位仪，完成准备工作后便可开始测量。测量过程中首先要在同一时间段获得各临时验潮站中的水位高度，得出RTK高程改正数，然后通过高程拟合进行计算。本工程在完成上述操作后，将得出的结果与传统的有验潮测量结果进行了对比，发现符合测深精度的标准。文章讲述的这种测量方法最重要的一步是控制海域范围中高程传递的精度，相关内容可以单独介绍，在文章中不再进行解释，也不再考虑这个过程造成的误差。
3 运用RTK无验潮水深测量技术时需要注意的事项
（1）在内河区域中使用RTK无验潮水深测量技术时要先在周边的陆地控制点完成比测。以基准点的位置、RTK的操作范围及河岸的长度为基础进行控制，通常情况下，每3km设立一个控制点实现高程联测，得到改正参数，进而拟合改正使用RTK无验潮水深测量技术得到的数据。
（2）使用RTK无验潮水深测量技术在海上进行检测时，要根据改正参数的方法确定离岸的距离。若工程中至海岸的距离＜5km，则要在陆地上建立3个及以上的已知控制点，若工程中至海岸的距离＞5km，则要在陆地上建立临时验潮站，设立验潮站的数目应该根据具体规定进行确定。使用RTK无验潮水深测量技术时通常在两天之内完成潮位的观测，然后将得到的数据与传统有验潮水深测量方式得到的数据比较，若符合精度要求，便可继续在之后的测量中使用。
4 结束语
综上所述，RTK无验潮水深测量技术在当前的工程施工中使用广泛，也为施工过程带来了许多便利，但是该测量技术在使用过程中难度依旧较大，相较于传统的测量技术，该技术对施工手段、施工方法等的要求较高，在测量过程中，有许多干扰因素，文章针对每一个干扰因素都提出了解决方法，因此只要严格按照相关标准进行测量，规范施工过程中的每一道工程，就能避免那些干扰因素，进而得到精度较高的测量数据。
参考文献
[1]卢军民，安延云，张东明，等．无验潮测深技术中影响水深测量精度的几个问题探讨[J]．水运工程，2010，（5）：47-51．
[2]赵建虎，刘经南，周丰年．GPS测定船体姿态方法研究[J]．武汉测绘科技大学学报，2000，（4）：353-357．
收稿日期：2018-05-24 作者简介：李贤周（1973-），男，广东汕头人，广东邦鑫勘测科技股份有限公司工程师，研究方向：测绘工程。
