作者：吕国旺(南京南方)

水下地形测量原理
    水下地形测量包括两部分：定位和水深测量。就目前的水下地形测量的主流技术而言，定位采用的是GPS差分定位模式，而水深测量采用的是回声测深仪的方法。这样就可以确定水底点的高程：Gi=H-(D+△D)，式中，Gi为水底点高程 ,H为水面高程，D为测量水深，△D为换能器的静吃水。在观测条件比较好的情况下，考虑RTK具备比较高的高程确定精度，H值通过GPS接收机及对应天线高可直接求得，D值通过测深仪换能器也可直接求得，△D值一般可直接量取得到。所以应用GPS RTK技术结合测深仪可得到水底高程，水下地形测量可轻松实现。
水深测量的基本步骤
 水深测量的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、便携式计算机及相关软件等组成。南方公司SDE-28产品将测深仪、计算机及软件合为一体，同时方便连接各种GPS定位设备，使水下地形测量更加便捷。水深测量作业分三步
    测前的准备：a.准备能源供给。一般小型测量船都没有额外电力供应，所以测深仪及GPS接收机一定要保证充足的能源供应，否则在船上没有电源就只能半途而废了；b.建立任务。设置好坐标系、投影、转换参数。转换参数有四参数和七参数之分，同时应用电台模式RTK及网络RTK，对参数求取都有所不同；c.作计划线。如果已经有了测量断面就不需要重新布设，但可以根据需要进行加密。多数软件都支持DXF格式数据导入，当然软件中也可以根据坐标自行布设计划线。
    外业数据采集：a.首先要将换能器固定在船上，换能器连接线通过固定杆内部后，换能器一定要很好地和杆子固定在一起，否则测量过程中换能器失落将是一件非常麻烦的事情。另外固定螺丝一般放在船前进方向的反方向，这样可以避免水中杂物缠绕而导致螺丝松动。同时固定杆一定要尽量保证垂直，这也是保证水深值正确的重要一步；b.将GPS接收机、数字化测深仪和便携机等连接好后，打开电源，设置好记录设置、GPS和测深仪接口、接收机数据格式、测深仪配置、天线高，吃水，并将测深参数进行调整后就可以测量了。
    数据的后处理：数据后处理是指利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，形成所需要的测量成果———水深图及其统计分析报告等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。南方CASS及SCASS 两个软件均可以实现数据的后处理功能。
    影响水深测量精度的几种因素及相应对策
    在实际使用无验潮方式进行水深测量时，测量结果精度会由于船体的摇摆、采样速率、同步时差及RTK高程的可靠性等因素造成误差，这些误差远远大于RTK定位误差，从而成为无验潮方式水深测量精度提高的瓶颈因素。
    船体摇摆姿态的修正：船的姿态可用电磁式姿态仪进行修正，修正包括位置的修正和高程的修正。姿态仪可输出船的航向、横摆、纵摆等参数，通过专用的测量软件接入进行修正。在一般的水下测量中，由于船体摇摆而造成的误差可以不予考虑。
    采样速率和延迟造成的误差：GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTK方式下GPS输出率都可以满足要求，而测深仪的输出速度各种品牌差别很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟，这项误差可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。
    RTK高程可靠性的问题：在作业前可以把使用RTK测量的水位与人工观测的水位进行比较，判断其可靠性，实践证明RTK高程是可靠的。为了确保作业无误，可从采集的数据中提取高程信息绘制水位曲线，根据曲线的圆滑程度来分析RTK高程有没有产生个别跳点，然后使用圆滑修正的方法来改善个别错误的点。
    利用RTK技术进行水下地形测量，在大面积开阔地区具有巨大的优势，使得水下地形测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效、经济，可以全天候实施测量工作，同时也提高了测量精度。但在障碍物遮挡严重的地区如部分陡峭峡谷，河道等区域不能完全取代传统测量方法，必须结合交会法或极坐标法才能取得更理想的效果。另外应用网络RTK在水上测量经常会遇到网络信号较差的地方，这时好采用传统电台模式。随着RTK技术的不断发展，其应用前景将更加广阔。