水深測量技術在航道工程中的簡單應用

張洋

大連港灣工程有限公司 遼寧大連 160000

在航道工程水深測量作業中，使用現代化的水深測量技術，能夠同步對水位數據進行收集和采集，最終可以實現無驗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，在實際的航道工程中有著十分廣泛的應用。

1 航道工程水深測量誤差產生的原因分析

1.1 水深測量中測深和定位儀器本身產生的系統性誤差

在水深測量中，數字化的測量精度非常容易受到信號的遮擋，因此產生的影響相對比較大，測量過程中特別容易發生超出儀器誤差標稱值的范圍，有的甚至在水深測量過程中無法正常地進行。其與基站的影響，基本與距離形成正比的關系，一般說來，距離如果越遠，那么其產生的影響則就越大，一般是在5km的范圍之內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[1]。

1.2 測深儀換能器桿安裝出現偏差造成的誤差

因為換能器桿連接了RTK的天線以及換能器，當安裝的換能器桿如果出現不夠垂直的情況，那么則將形成的偏角最終將造成測深儀測量的水深值產生了系統性的誤差。此外，因為RTK天線不垂直從而造成RTK測量得到的高程要比實際測量的數值要偏小一些，因此也就會產生了系統性的誤差。

1.3 采樣速率以及延遲問題所產生的誤差問題

GPS定位輸出的更新率會直接影響到瞬時采集的數據的精度及密度，要是定位的設備以及測深設備的數據通訊沒有同步一致，那么就會導致測深值出現位移，造成所測量的區域內航道的水底形狀發生失真的情況。出現的不同步狀況最為主要的表現就是，在軟件發送給RTK接收機的定位時刻與發送給測深儀的測深標記時刻不同步，最終因為出現延遲而導致誤差情況的出現[2]。

2 航道工程中水深測量技術的要點

2.1 GPS-RTK 水深測量技術

航道工程水深測量也就是對水下地形進行測量需要對水下的地形點的平面坐標和高程進行測定。GPS-RTK也叫實時動態測量定位技術，該種技術的一個顯著特點就是方便快捷、全天候、全球性。因此作業過程中，技術人員可以在內河航道的測量過程中采用RTK技術來實施水下地形的測量工作。尤其是無驗潮水下地形的測量其最大的特點就是在獲取水下地形點的高程時并不需要具體的水位數據，一般主要是直接采用RTK技術來測得具體的高程值以及測深的數據繼而求得。測深儀換能器可以不間斷的向水下發射具體的聲波，可以借助回聲定位的這一原理來測得聲波在水下的傳播時間，繼而可以得到相應的位置水深值，通過測量軟件的處理，對于水下地形的特征點以及高程可以有效地獲取。

2.2 RTK 水深測量技術

該技術需要從測前準備、外業數據的采集兩個方面來展開具體的分析。其一，測前準備。對轉換參數進行求解。對于測量區域周邊的控制點的各種信息進行收集，確保所控制的區域能夠得到顯著有效的覆蓋，結合收集到的控制點的實際坐標，從而來對參數進行求解。然后調入計劃測線，主要是將事前已經設計好的測線導入到測深儀的主機之中。其二，就是針對外業數據的采集步驟。首先需要將換能器在船舷邊上進行垂直固定，對于換能器的吃水深度以及水面到天線的距離進行精確測量。再把GPS的接收機、測深儀以及換能器等設備更好地連接好之后，將電源打開。測深儀對于測量的數據進行實施記錄。在對數據進行記錄之前，可以利用測深桿測得的水深數據和測深儀測得的水深數據加以對比分析，繼而可以指揮測量船開往測量區域去實施水深測量工作[3]。

3 提高航道工程水深測量精度的措施探究

3.1 對于測量儀器自身存在的系統誤差應盡量消除

測量過程中應當選擇精度能夠滿足基本要求同時還能經過相關的計量部門進行檢定后屬于合格的設備和儀器。為了確保測量技術的定位以及高程測量的精確度，需要保證進行測量的區域周圍最少應當要有三個已知的高等級的測量地點，而且待測定的區域應當在這些點連接的范圍之內，并且應當控制基準站以及移動站之間的作業距離，通常而言，不應大于5km。實施每日的測量作業時，需要對水深進行對比測量，對測深儀器進行校驗時可以采用檢查板法，進行每天測量之前需要將人工觀測的水位與測量的水位進行對比，分析其是否具有可靠性。

3.2 針對測深儀換能器桿的安裝必須要確保其是豎直安裝的

結合上面的論述可以得出，如果在航道工程水深測量過程中，測深桿的傾斜度一旦超過了10度，那么這就會對測量的結果產生非常大的影響。所以要想有效地確保測深桿能夠處于豎直向下的狀態，在水深測量中可以采用垂球標定的方法，從而實現對測深桿角度的調整。因為在航道工程的水深測量工作中，因為在行進的過程中，船會出現抬頭的狀況，因此標定工作需要要在船處于勻速行駛的狀態中進行，然后對測深桿的角度進行調整，這樣可以有效地保證船在航線測量的過程中，其測深桿的狀態一直是處于豎直向下的狀態中。一般操作過程中，主要是在每天的上午和下午進行測量之前各標定一次，避免因為測深桿拉線松動繼而導致測深桿發生傾斜的情況。一般而言，水深測量需要在風浪情況相對較小的狀態之下進行。

3.3 可以將測深延遲效應產生的影響加以消除

現如今，在航道工程中，使用的測量導航軟件基本都具有的功能是實時改正，然而這就需要用戶在進行測量作業之前就必須進行要對其必要性進行相關的測試，在一定航速之下兩者之間存在的時間關系準確計算出，同時可以在后續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。

4 結語

總而言之，航道工程水深測量中，水深測量技術的使用對于人員和測量工作的配備、成本的節約以及經濟效益的提升均具有極大的現實意義，因此水深測量技術值得廣泛加以推廣。