航道工程測量技術(shù)應(yīng)用研究

賀飛

摘 要：加強航道的養(yǎng)護、保證其暢通以及船舶的安全航行，對沿岸地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展至關(guān)重要。近年來，我國對提高航道養(yǎng)護工程的科技含量日益重視，GPS等先進的測量儀器設(shè)備在航道養(yǎng)護中得到了廣泛的推廣和使用。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù) 航道測量 應(yīng)用

1.引言

隨著國家不斷加大對各種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入力度，使得社會各界人士對于工程測量的關(guān)注度越來越高?？茖W(xué)技術(shù)的進步，促使工程測量技術(shù)也在不斷革新，GPS技術(shù)作為一種先進的技術(shù)，當(dāng)前已在多個領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。為了探討GPS技術(shù)的應(yīng)用特點，現(xiàn)結(jié)合國內(nèi)當(dāng)前的航道測繪工作實際，對航道測繪中應(yīng)用到的GPS技術(shù)作詳細論述。

2.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用

2.1建立區(qū)域GPS控制網(wǎng)

航道測量工作人員應(yīng)根據(jù)測量工作要求與實際情況合理布設(shè)GPS控制網(wǎng)點，以此確保GPS控制網(wǎng)點均勻分布于整個測區(qū)。對GPS中實時動態(tài)與實時差分等測量技術(shù)有充分了解，并能夠在后續(xù)的測繪工作中熟練使用。GPS控制網(wǎng)點之間的密度確定方式應(yīng)是按照實時動態(tài)與實時差分測量技術(shù)所使用的GPS接收機的作用半徑進行確定，且GPS控制網(wǎng)點之間的密度大約為7.5千米。為了計算出GPS控制網(wǎng)點在地面的精確坐標(biāo)，應(yīng)考慮在在地面坐標(biāo)系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個，以此為轉(zhuǎn)換坐標(biāo)提供方便和保障。GPS控制網(wǎng)點的精度要求決定著布網(wǎng)形式、接收機類型、觀測時段和觀測時間等。

在使用GPS靜態(tài)定位技術(shù)進行航道工程測量時，采取的相關(guān)測量設(shè)備也應(yīng)具有靜態(tài)功能，例如單頻或是雙頻的GPS接收機、平差軟件等。采用具有靜態(tài)功能的雙頻GPS接收機，不僅測量精度高，而且測量所耗費時間較少，所以，在測量航道工程時選擇這種儀器設(shè)備可謂非常有必要。

2.2實施

（1）收集數(shù)據(jù)、傳輸。在實際進行航道測量時，首先應(yīng)架設(shè)相關(guān)儀器設(shè)備，通常我們選擇位置在已知的平高點和GPS控制網(wǎng)點處，儀器設(shè)備架設(shè)完成后正式進行數(shù)據(jù)收集。在收集數(shù)據(jù)過程中還應(yīng)安裝相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置GPS接收機數(shù)量并確定觀測時限。同時，還應(yīng)做好觀測記錄并確保記錄是詳細、清楚、完整。此外，數(shù)據(jù)收集完成后應(yīng)利用讀卡器或者相關(guān)軟件將數(shù)據(jù)傳輸至計算機中。

（2）平差。平差所采用的方法為三維無約束平差，平差所需的起算依據(jù)應(yīng)利用軟件自動選取，而后根據(jù)控制網(wǎng)點坐標(biāo)、基線向和精度信息等計算輸出成果。平差結(jié)束后應(yīng)做好平差報告，同時對平差報告進行仔細檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有粗差情況應(yīng)在平差時利用軟件及時進行剔除。通過無約束平差我們能夠得出可靠觀測量與以知點坐標(biāo)、高程等信息，而后再利用三維無約束平差將各點坐標(biāo)進行轉(zhuǎn)換，這時計算出的輸出成果能夠為各點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換提供依據(jù)。

2.3水下地形測量

岸邊地形測量與水下地形測量都是分別進行的，在完成各自任務(wù)后需要在測繪軟件內(nèi)合并生成航道測量的成果文件。對水下地形測量一般采用的模式是“RTK+測深儀”。當(dāng)測深儀的換能器在水中發(fā)出聲波，聲波遇到障礙物而反射回到換能器。根據(jù)聲波往返的時間及傳播的速度，可以求得障礙物與測深儀之間的距離。因此，與岸邊地形測量類似，水下地形施測首先要設(shè)置基準(zhǔn)站，并將基準(zhǔn)站架設(shè)于所布設(shè)的GPS控制網(wǎng)的靜態(tài)控制點上，輸入該點坐標(biāo)，在設(shè)置好發(fā)射頻率后發(fā)射信號；其次流動站安箕存船上，同步測定水深以及定位，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄存儲；運用成圖軟件將移動站采集的水深數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)調(diào)入井編輯成圖。

2.4儀器配備

在使用GPS靜態(tài)定位技術(shù)進行航道工程測量時，采取的相關(guān)測量設(shè)備也應(yīng)具有靜態(tài)功能，例如單頻或是雙頻的GPS接收機、平差軟件等。采用具有靜態(tài)功能的雙頻GPS接收機，不僅測量精度高，而且測量所耗費時間較少，所以，在測量航道工程時選擇這種儀器設(shè)備可謂非常有必要。

（1）收集數(shù)據(jù)、傳輸。在實際進行航道測量時，首先應(yīng)架設(shè)相關(guān)儀器設(shè)備，通常我們選擇位置在已知的平高點和GPS控制網(wǎng)點處，儀器設(shè)備架設(shè)完成后正式進行數(shù)據(jù)收集。在收集數(shù)據(jù)過程中還應(yīng)安裝相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置GPS接收機數(shù)量并確定觀測時限。同時，還應(yīng)做好觀測記錄并確保記錄是詳細、清楚、完整。此外，數(shù)據(jù)收集完成后應(yīng)利用讀卡器或者相關(guān)軟件將數(shù)據(jù)傳輸至計算機中。

（2）解算基線。利用相關(guān)軟件解算基線，并對基線閉合差報告進行嚴(yán)格仔細的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)基線存在超限情況必須及時處理觀測數(shù)據(jù)，只有確?；€閉合差報告經(jīng)檢查合格才能進行后面的工作。

（3）平差。平差所采用的方法為三維無約束平差，平差所需的起算依據(jù)應(yīng)利用軟件自動選取，而后根據(jù)控制網(wǎng)點坐標(biāo)、基線向和精度信息等計算輸出成果。平差結(jié)束后應(yīng)做好平差報告，同時對平差報告進行仔細檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有粗差情況應(yīng)在平差時利用軟件及時進行剔除。通過無約束平差我們能夠得出可靠觀測量與以知點坐標(biāo)、高程等信息，而后再利用三維無約束平差將各點坐標(biāo)進行轉(zhuǎn)換，這時計算出的輸出成果能夠為各點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換提供依據(jù)。

3.利用實時動態(tài)技術(shù)進行測量

3.1實時動態(tài)技術(shù)測量特點

GPS中的實時動態(tài)技術(shù)具有省時省力、作業(yè)效率高、測量精度高、能夠全天候測量以及無須通視的特點。利用實時動態(tài)技術(shù)對航道工程進行測量，一個移動站只需配備一個操作人員便可，即便情況要相對復(fù)雜一些，也只需再增加一個繪圖人員便可，進行測量觀察時一個測點的觀測工作只需幾秒便可，且能夠全天候進行。利用實時動態(tài)技術(shù)進行測量，測量精準(zhǔn)度高且均勻，即便存在點位誤差也不會出現(xiàn)傳播、積累情況。實時動態(tài)技術(shù)的通訊半徑范圍較長一般在13公里左右，在通訊半徑范圍內(nèi)點與點之間無須通視，不僅為測量工作提供了便利，還降低了測量費用。此外，實時動態(tài)技術(shù)也存在一定的不足之處，主要表現(xiàn)為基準(zhǔn)站與移動站之間必須存在通訊數(shù)據(jù)鏈，不然測量工作就無法正常進行。因此，針對這一情況，在利用實時動態(tài)技術(shù)進行測量時，應(yīng)采取縮短基準(zhǔn)站與移動站兩者間的距離的措施來解決問題。

3.2實時動態(tài)技術(shù)測量實施

（1）基準(zhǔn)站設(shè)置。通常我們將基準(zhǔn)站設(shè)置在GPS控制點上，設(shè)置完成后應(yīng)將坐標(biāo)點的相關(guān)信息輸入計算機中，而后根據(jù)實際情況設(shè)置發(fā)射頻率，最后對基準(zhǔn)站進行檢查，確保能夠正常發(fā)射信號。

（2）移動站設(shè)置。完成移動站設(shè)置并確保能夠正常接收信號后進行初始化形成固定解，然后對碎部進行測量，將測量所得數(shù)據(jù)記錄并存儲在電子手簿中，最后將存儲在電子手簿中的測量數(shù)據(jù)傳入微機，利用相關(guān)圖像軟件將測量數(shù)據(jù)編輯成圖。

3.3利用實時差分技術(shù)測量

當(dāng)前，我們在進行水下地形測量時主要采用利用實時差分技術(shù)進行測量。實時差分技術(shù)與實時動態(tài)技術(shù)的測量特點大致相同，只是兩者在基準(zhǔn)站設(shè)置上所采用的模式不同，且利用實時差分技術(shù)測量得出的定位精度沒有實時動態(tài)技術(shù)高。在實時差分技術(shù)測量中通常將移動站設(shè)于船上，除了配備GPS接收機、天線等設(shè)備，還應(yīng)配備數(shù)字化測深儀、換能器等設(shè)備。

4.結(jié)束語

測繪是為了更好的指導(dǎo)航道工程，如今，我國的航道測繪已經(jīng)得到了一定的進步和廣泛的應(yīng)用，并且為航道交通提供了保障和基礎(chǔ)。在將來還要進一步總結(jié)測繪技術(shù)的經(jīng)驗，大力開發(fā)和研制新的測繪技術(shù)，從而拓展更加廣闊的應(yīng)用空間。

參考文獻：

[1]劉軍，王一豐.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用分析[J].廣東科技，2013年.

[2]孫小彬.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010年.

[3]李素霞，劉厚強.GPS技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用研究[J].科技資訊，2009年.

[4]付春光.淺談水利工程測量中新技術(shù)的應(yīng)用[J]科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013年.

[5]劉軍，王一豐.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用分析[J].廣東科技，2013年.