水深測量技術(shù)在航道工程中的簡單應(yīng)用

陳超

摘 要：在航道工程的水深測量工作中，借助現(xiàn)代化的測量技術(shù)可以有效地對內(nèi)河航道實(shí)施水深竣工的測量作業(yè)，確保水深測量的工程作業(yè)變得更加的簡單和高效。尤其是在航道工程的水深竣工測量作業(yè)中，一個(gè)非常重要的問題就是對測量精度的確定。測量精度很大程度上關(guān)系到后期工程項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)管是否有效，所以為了確保質(zhì)量必須要有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：水深測量；航道工程

海洋里的作圖以及繪制測量是作以測繪技術(shù)為根基的，從海洋測繪的工作特點(diǎn)來看，定位和測深是海洋測繪的兩大主題，兩者共同構(gòu)建海洋空間的三維坐標(biāo)，是一切海洋工程的基礎(chǔ)水下地形圖在投影坐標(biāo)系統(tǒng)基準(zhǔn)面分幅編號內(nèi)容表示綜合原則以及比例尺確定等方面都與陸地地形圖相一致，但二者測量的方法卻相差甚大水下地形測量主要使用水聲儀器，全覆蓋測量水底深度。

一、航道工程測量技術(shù)

內(nèi)河航道是人工開挖或天然而成的航道，河道較長，水位變化復(fù)雜，水運(yùn)交通發(fā)達(dá)，因此，對其的測量作業(yè)較為繁雜。內(nèi)河航道工程測量作為航道運(yùn)行的基礎(chǔ)性作業(yè)，其測量的目的在于觀測水文狀況、測繪河床地形，為航道規(guī)劃、施工、維護(hù)、水運(yùn)安全暢通提供科學(xué)依據(jù)。改革開放以來，我國在內(nèi)河航道測量上，不斷研發(fā)創(chuàng)新測量技術(shù)，水深測量因受到船艇擺動、水流以及風(fēng)力方面因素的影響，在實(shí)際測量當(dāng)中也需要做好新技術(shù)的選擇與應(yīng)用。GPS以及RTK是經(jīng)常應(yīng)用到的技術(shù)類型。GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)，RTK為實(shí)時(shí)動態(tài)技術(shù)，能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法，非常適合應(yīng)用在航道測量工作當(dāng)中。

水位深度的深測量是我們可以按照他們的工作模式分成：橫斷面繩法導(dǎo)向標(biāo)法及GPS定位法等按測深方法不同分為：測深錘測深桿回聲測深法等目前航道疏浚測量主要采用GPS配合回聲測深進(jìn)行，小比例尺（1：2000以下的測圖）多用RBN-DGPS方式進(jìn)行，大比例尺采用RTK-DGPS方式水深測量的作業(yè)系統(tǒng)主要由GPS接收機(jī)數(shù)字化測深儀數(shù)據(jù)通信鏈和便攜式計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件等組成水深測量作業(yè)分外業(yè)和后處理兩部分，外業(yè)包括測前準(zhǔn)備數(shù)據(jù)采集導(dǎo)航（航跡斷面等顯示）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換設(shè)備監(jiān)控格式轉(zhuǎn)換，后處理包括潮位改正姿態(tài)改正外業(yè)數(shù)據(jù)編輯數(shù)字地面模型工程量計(jì)算等深線圖。

二、航道工程水深測量誤差產(chǎn)生的原因分析

（一）水深測量中測深和定位儀器本身產(chǎn)生的系統(tǒng)性誤差

在水深測量中，數(shù)字化的測量精度非常容易受到信號的遮擋，因此產(chǎn)生的影響相對比較大，測量過程中特別容易發(fā)生超出儀器誤差標(biāo)稱值的范圍，有的甚至在水深測量過程中無法正常地進(jìn)行。其與基站的影響，基本與距離形成正比的關(guān)系，一般說來，距離如果越遠(yuǎn)，那么其產(chǎn)生的影響則就越大，一般是在5km的范圍之內(nèi)就能夠更好地滿足小于或等于1：500水深測量精度的根本要求。

（二）測深儀換能器桿安裝出現(xiàn)偏差造成的誤差

因?yàn)閾Q能器桿連接了RTK的天線以及換能器，當(dāng)安裝的換能器桿如果出現(xiàn)不夠垂直的情況，那么則將形成的偏角最終將造成測深儀測量的水深值產(chǎn)生了系統(tǒng)性的誤差。此外，因?yàn)镽TK天線不垂直從而造成RTK測量得到的高程要比實(shí)際測量的數(shù)值要偏小一些，因此也就會產(chǎn)生了系統(tǒng)性的誤差。

（三）采樣速率以及延遲問題所產(chǎn)生的誤差問題

GPS定位輸出的更新率會直接影響到瞬時(shí)采集的數(shù)據(jù)的精度及密度，要是定位的設(shè)備以及測深設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊沒有同步一致，那么就會導(dǎo)致測深值出現(xiàn)位移，造成所測量的區(qū)域內(nèi)航道的水底形狀發(fā)生失真的情況。出現(xiàn)的不同步狀況最為主要的表現(xiàn)就是，在軟件發(fā)送給RTK接收機(jī)的定位時(shí)刻與發(fā)送給測深儀的測深標(biāo)記時(shí)刻不同步，最終因?yàn)槌霈F(xiàn)延遲而導(dǎo)致誤差情況的出現(xiàn)。

三、提高航道工程水深測量精度的措施探究

（一）挖槽放線

在航道工程中，做好放樣是工作開展的基礎(chǔ)與前提。在具體內(nèi)河航道工程測量當(dāng)中，不僅測量難度大，且具有較高的放線精度，因此為工程施工帶來一定的困難。以往放線通常會在岸上對導(dǎo)標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，對挖槽區(qū)域的起止線以及左右邊線進(jìn)行標(biāo)示，但在受到通視條件以及地形地物影響，導(dǎo)標(biāo)在靈敏度方面經(jīng)常會出現(xiàn)不能夠?qū)κ┕ひ筮M(jìn)行滿足的情況，進(jìn)而導(dǎo)致測量誤差問題的發(fā)生，為避免上述問題的出現(xiàn)，使用GPS測量系統(tǒng)處理是一種較好的方式，在該方式當(dāng)中，將對以往實(shí)地放線方式進(jìn)行改變，僅僅在計(jì)算機(jī)起止線以及左右變線等參數(shù)做出計(jì)劃線，將GPS接收機(jī)天線放置在挖泥部之后，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用即能夠?qū)ν谀嗖康奈恢眠M(jìn)行掌握，保證在設(shè)計(jì)挖槽內(nèi)進(jìn)行航道養(yǎng)護(hù)。該方式的應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工程作業(yè)質(zhì)量與效率的提升，且能夠有效實(shí)現(xiàn)放線工作量的減少。

（二）對于測量儀器自身存在的系統(tǒng)誤差應(yīng)盡量消除

測量過程中應(yīng)當(dāng)選擇精度能夠滿足基本要求同時(shí)還能經(jīng)過相關(guān)的計(jì)量部門進(jìn)行檢定后屬于合格的設(shè)備和儀器。為了確保測量技術(shù)的定位以及高程測量的精確度，需要保證進(jìn)行測量的區(qū)域周圍最少應(yīng)當(dāng)要有三個(gè)已知的高等級的測量地點(diǎn)，而且待測定的區(qū)域應(yīng)當(dāng)在這些點(diǎn)連接的范圍之內(nèi)，并且應(yīng)當(dāng)控制基準(zhǔn)站以及移動站之間的作業(yè)距離，通常而言，不應(yīng)大于5km。實(shí)施每日的測量作業(yè)時(shí)，需要對水深進(jìn)行對比測量，對測深儀器進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)可以采用檢查板法，進(jìn)行每天測量之前需要將人工觀測的水位與測量的水位進(jìn)行對比，分析其是否具有可靠性。

（三）將測深延遲效應(yīng)產(chǎn)生的影響加以消除

現(xiàn)如今，在航道工程中，使用的測量導(dǎo)航軟件基本都具有的功能是實(shí)時(shí)改正，然而這就需要用戶在進(jìn)行測量作業(yè)之前就必須進(jìn)行要對其必要性進(jìn)行相關(guān)的測試，在一定航速之下兩者之間存在的時(shí)間關(guān)系準(zhǔn)確計(jì)算出，同時(shí)可以在后續(xù)的水深測量工作中盡可能地確保測量的船速以及測定的船速是一致的，最終對于這一部分的誤差可以有效地減少。

總結(jié)：總而言之，在航道工程水深測量作業(yè)中，使用現(xiàn)代化的水深測量技術(shù)，能夠同步對水位數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和采集，最終可以實(shí)現(xiàn)無驗(yàn)潮的方式來完成對水深的測量，其測量的精度則更加的可靠，在實(shí)際的航道工程中有著十分廣泛的應(yīng)用。另外，航道工程水深測量中，水深測量技術(shù)的使用對于人員和測量工作的配備、成本的節(jié)約以及經(jīng)濟(jì)效益的提升均具有極大的現(xiàn)實(shí)意義，因此水深測量技術(shù)值得廣泛加以推廣。

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