“CORS+測深儀”在河道橫斷面測量中的應用

李國洋 張林波

（江西理工大學建筑與測繪工程學院，江西 贛州 341000）

傳統的測量方法是利用全站儀等儀器獲得水下地形點的平面坐標，利用測深桿和回聲測深儀等方法獲得該點的水深數據，然后推算相應位置的水下高程，從而確定一點的三維坐標［1］。實踐證明，將“CORS+測深儀”結合使用，保證了測量數據精確性的同時還提高了作業效率。本文首先論述了CORS 結合測深儀水下地形測量基本原理，然后結合工程實例，從前期準備工作、外業數據采集、內業數據整理闡述了其作業步驟，最后就影響測量精確度的因素進行簡要闡述，以供類似工程參考。

1 基本原理

“CORS+測深儀”測量水下地形的基本原理為：在測深水下定位點的坐標與高程時，為了確保在測量過程中CORS 測量的點位與測深儀測量的水下點位在同一鉛垂線上，可將CORS流動站接收天線直接安裝在測深儀換能器的正上方，CORS用來測量換能器底部坐標、高程，測深儀測量水下定位點的水深［2］。如圖1所示，

水下定位點的高程計算公式為：

圖1 水下定位點高程計算示意圖

H＝H1-H2

其中，H表示水下定位點的高程；H1為換能器底部的高程；H2為換能器至水下定位點的水深。測量中，將GPS測量的高程減去測深儀測量的水深即為水下定位點的高程，換能器的平面坐標即為水下定位點的平面坐標。

2 作業步驟

2.1 設備選擇

中海達CORS 手簿，GPS 接收機，南方SDE-28 測深儀，40m 尼龍繩（根據實際情況確定），船只以及紙筆等。

2.2 數據采集

2.2.1 測深儀校正

連接好儀器，并設置好測深儀參數后，選取一個已知水深度的定位點進行測量，不斷更改聲速值的大小，直到測深儀顯示的水深度非常接近實際水深，此時測深儀設定的聲速，即為當地當時的聲速。

然后按照這個聲速參數，選取若干個已知水深度的定位點，對比測量值與實際值的大小，進行校正。

2.2.2 水下數據采集

將CORS 流動站接收天線直接安裝在測深儀換能器的正上方，然后將換能器固定在小船上；在河道兩旁分別打下兩個木樁（兩木樁連線垂直于河道），將準備好的尼龍繩（每隔5m 打一個繩結）固定在木樁上；沿河道每隔20m重復以上操作。

緩慢地沿尼龍繩劃動小船（確保小船沿垂直于河道的航線行駛），小船每行至一個繩結處，待GPS 接收機信號固定，記錄下此時的坐標及高程，同時記錄下測深儀顯示的示數。每條尼龍繩確定的航線記錄8個點的坐標及高程數據。然后將尼龍繩固定在下一處木樁處，重復以上操作。

2.2.3 河道兩岸的數據采集

在河道兩岸比較空曠段的斷面，利用CORS碎部測量的點模式進行測量。河道岸邊的防護林帶和其他信號不好的區域，可以用全站儀輔助測量。總體說來，在本次的河道斷面測量過程中，以CORS 測量為主，全站儀為輔。外業數據采集后，再進行內業的數據整理工作。

3 工程實例

該工程是2014年12月在江西省贛州市龍南縣桃江窯頭村上游1km 區域所進行的河道橫斷面測量，外業數據采集完成后，結合手工記錄數據導入電腦，轉化為文本文件，部分數據如表1所示，將上述文件的水面高程減去實際水深即得到實際水下地形的高程數據，從而獲得水下地形點的三維坐標，最后將數據導入“南方CASS 成圖系統”軟件，即可繪制河道橫斷面的等深線。

表1 部分數據的文本文件

4 結語

應用“CORS+測深儀”進行河道橫斷面測量，我們取得了一些經驗。具體分享如下：

①通過二者的結合使用，能夠實現實時的、不間斷的外業采集工作。

②操作簡捷，準確性高，能夠大幅度提高野外作業的效率。

③數據量較多，及時記錄、備份、處理相當重要。

④正式作業前需要將CORS 直接測定水面高程數據與船上的測深儀所測數據加上水下高程進行比對檢查，盡可能地減少影響CORS高程可靠性的幾率。

⑤作業時要盡量選擇微風或無風天氣，測深儀采樣速度與船速要匹配。

⑥船在作業過程中要經常檢查換能器吃水深度，以免水位過低，損壞換能器。

綜上所述，將“CORS+測深儀”應用于水下地形測量，不僅簡單、快捷，而且作業效率高，還能保證測量的精確度，目前在各大水庫、河流、航道等水域的水下地形測量中得到了廣泛的應用。但由于各個地區對水下地形測量的標準和要求均有所不同，本文是本人的個人經驗，僅以此為類似工程提供參考。

［1］盧吉鋒，馮雪巍，徐偉.GPS-RTK技術配合數字測深儀進行水下地形測量方法的應用［J］.河北工程技術高等專科學校學報，2013（02）：42-44.

［2］劉偉倬.GPS-RTK淺談GPS結合回聲測深儀在水下地形測量中的應用［J］.城市建筑，2013（10）：251.