航道工程测量技术应用研究

2017-04-24贺飞

珠江水运 2017年5期

贺飞

摘要：加强航道的养护、保证其畅通以及船舶的安全航行，对沿岸地区经济的发展至关重要。近年来，我国对提高航道养护工程的科技含量日益重视，GPS等先进的测量仪器设备在航道养护中得到了广泛的推广和使用。

关键词：GPS技术航道测量应用

1.引言

随着国家不断加大对各种基础设施的建设投入力度，使得社会各界人士对于工程测量的关注度越来越高。科学技术的进步，促使工程测量技术也在不断革新，GPS技术作为一种先进的技术，当前已在多个领域中被广泛应用。为了探讨GPS技术的应用特点，现结合国内当前的航道测绘工作实际，对航道测绘中应用到的GPS技术作详细论述。

2.GPS技术在航道测量工程中的应用

2.1建立区域GPS控制网

航道测量工作人员应根据测量工作要求与实际情况合理布设GPS控制网点，以此确保GPS控制网点均匀分布于整个测区。对GPS中实时动态与实时差分等测量技术有充分了解，并能够在后续的测绘工作中熟练使用。GPS控制网点之间的密度确定方式应是按照实时动态与实时差分测量技术所使用的GPS接收机的作用半径进行确定，且GPS控制网点之间的密度大约为7.5千米。为了计算出GPS控制网点在地面的精确坐标，应考虑在在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，以此为转换坐标提供方便和保障。GPS控制网点的精度要求决定着布网形式、接收机类型、观测时段和观测时间等。

在使用GPS静态定位技术进行航道工程测量时，采取的相关测量设备也应具有静态功能，例如单频或是双频的GPS接收机、平差软件等。采用具有静态功能的双频GPS接收机，不仅测量精度高，而且测量所耗费时间较少，所以，在测量航道工程时选择这种仪器设备可谓非常有必要。

2.2实施

（1）收集数据、传输。在实际进行航道测量时，首先应架设相关仪器设备，通常我们选择位置在已知的平高点和GPS控制网点处，仪器设备架设完成后正式进行数据收集。在收集数据过程中还应安装相关规范要求设置GPS接收机数量并确定观测时限。同时，还应做好观测记录并确保记录是详细、清楚、完整。此外，数据收集完成后应利用读卡器或者相关软件将数据传输至计算机中。

（2）平差。平差所采用的方法为三维无约束平差，平差所需的起算依据应利用软件自动选取，而后根据控制网点坐标、基线向和精度信息等计算输出成果。平差结束后应做好平差报告，同时对平差报告进行仔细检查，一旦发现有粗差情况应在平差时利用软件及时进行剔除。通过无约束平差我们能够得出可靠观测量与以知点坐标、高程等信息，而后再利用三维无约束平差将各点坐标进行转换，这时计算出的输出成果能够为各点坐标转换提供依据。

2.3水下地形测量

岸边地形测量与水下地形测量都是分别进行的，在完成各自任务后需要在测绘软件内合并生成航道测量的成果文件。对水下地形测量一般采用的模式是“RTK+测深仪”。当测深仪的换能器在水中发出声波，声波遇到障碍物而反射回到换能器。根据声波往返的时间及传播的速度，可以求得障碍物与测深仪之间的距离。因此，与岸边地形测量类似，水下地形施测首先要设置基准站，并将基准站架设于所布设的GPS控制网的静态控制点上，输入该点坐标，在设置好发射频率后发射信号；其次流动站安箕存船上，同步测定水深以及定位，并将相关数据记录存储；运用成图软件将移动站采集的水深数据及定位数据调入井编辑成图。

2.4仪器配备

（2）解算基线。利用相关软件解算基线，并对基线闭合差报告进行严格仔细的检查，一旦发现基线存在超限情况必须及时处理观测数据，只有确保基线闭合差报告经检查合格才能进行后面的工作。

（3）平差。平差所采用的方法为三维无约束平差，平差所需的起算依据应利用软件自动选取，而后根据控制网点坐标、基线向和精度信息等计算输出成果。平差结束后应做好平差报告，同时对平差报告进行仔细检查，一旦发现有粗差情况应在平差时利用软件及时进行剔除。通过无约束平差我们能够得出可靠观测量与以知点坐标、高程等信息，而后再利用三维无约束平差将各点坐标进行转换，这时计算出的输出成果能够为各点坐标转换提供依据。

3.利用实时动态技术进行测量

3.1实时动态技术测量特点

GPS中的实时动态技术具有省时省力、作业效率高、测量精度高、能够全天候测量以及无须通视的特点。利用实时动态技术对航道工程进行测量，一个移动站只需配备一个操作人员便可，即便情况要相对复杂一些，也只需再增加一个绘图人员便可，进行测量观察时一个测点的观测工作只需几秒便可，且能够全天候进行。利用实时动态技术进行测量，测量精准度高且均匀，即便存在点位误差也不会出现传播、积累情况。实时动态技术的通讯半径范围较长一般在13公里左右，在通讯半径范围内点与点之间无须通视，不仅为测量工作提供了便利，还降低了测量费用。此外，实时动态技术也存在一定的不足之处，主要表现为基准站与移动站之间必须存在通讯数据链，不然测量工作就无法正常进行。因此，针对这一情况，在利用实时动态技术进行测量时，应采取缩短基准站与移动站两者间的距离的措施来解决问题。

3.2实时动态技术测量实施

（1）基准站设置。通常我们将基准站设置在GPS控制点上，设置完成后应将坐标点的相关信息输入计算机中，而后根据实际情况设置发射频率，最后对基准站进行检查，确保能够正常发射信号。

（2）移动站设置。完成移动站设置并确保能够正常接收信号后进行初始化形成固定解，然后对碎部进行测量，将测量所得数据记录并存储在电子手簿中，最后将存储在电子手簿中的测量数据传入微机，利用相关图像软件将测量数据编辑成图。

3.3利用实时差分技术测量

当前，我们在进行水下地形测量时主要采用利用实时差分技术进行测量。实时差分技术与实时动态技术的测量特点大致相同，只是两者在基准站设置上所采用的模式不同，且利用实时差分技术测量得出的定位精度没有实时动态技术高。在实时差分技术测量中通常将移动站设于船上，除了配备GPS接收机、天线等设备，还应配备数字化测深仪、换能器等设备。