【摘 要】近年來(lái)，隨著科技水平的迅猛提升，GPS技術(shù)逐步發(fā)展壯大，其在水下地形測(cè)量中有著較為廣泛的運(yùn)用，且可獲得顯著成效。在此，本文將針對(duì)水下地形測(cè)量技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

【關(guān)鍵詞】水下地形測(cè)量；GPS；測(cè)深儀

1、簡(jiǎn)述水下地形測(cè)量的相關(guān)概念

在碼頭、水庫(kù)以及橋梁、港口等等項(xiàng)目工程建設(shè)中，有效地實(shí)施水下地形測(cè)量是十分必要的，其重要性不容忽視，尤其是其在防洪減災(zāi)應(yīng)用中能夠獲取十分巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。水下地形測(cè)量可謂是現(xiàn)今較為重要的一種工程建設(shè)技術(shù)。傳統(tǒng)意義上的水下地形測(cè)量主要指的是通過(guò)經(jīng)緯儀設(shè)備的合理使用，歷經(jīng)前方交會(huì)后實(shí)現(xiàn)相關(guān)地形點(diǎn)數(shù)據(jù)的有效獲取，現(xiàn)如今，伴隨著現(xiàn)代化GPS技術(shù)的快速普及運(yùn)用，使得水下地形測(cè)量技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍，并逐漸步入較為成熟的階段，其測(cè)量模式定型為“GPS+計(jì)算機(jī)+測(cè)深儀”。

一般來(lái)說(shuō)，水下地形測(cè)量涵蓋有定位以及測(cè)深兩個(gè)方面的內(nèi)容。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今常見(jiàn)的幾種水上定位手段包括無(wú)線(xiàn)電定位、衛(wèi)星定位、光學(xué)儀器定位、水聲定位以及組合定位。針對(duì)具體的平面位置實(shí)施控制的基礎(chǔ)在于陸地上已經(jīng)存在的國(guó)家級(jí)別控制點(diǎn)，衛(wèi)星定位若是運(yùn)用差分形式，則岸臺(tái)建議使用已知的控制點(diǎn)，力求實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)的一致統(tǒng)一。在水上實(shí)施定位的同時(shí)針對(duì)水深進(jìn)行測(cè)量可謂實(shí)現(xiàn)水下地形有效確定的關(guān)鍵內(nèi)容?；芈暅y(cè)深儀是一種主要的水深度測(cè)量工具，在使用水聲換能器的基礎(chǔ)上朝向下方垂直地進(jìn)行聲波發(fā)射，同時(shí)進(jìn)行來(lái)自于水底的回波的有效接收，依據(jù)聲音速度以及具體的回波時(shí)間將被測(cè)點(diǎn)的水深情況確定下來(lái)，而后參考水深的實(shí)際變化情況充分了解水下地形的相關(guān)概況。

2、水下地形測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

2.1進(jìn)行測(cè)量設(shè)備的合理選擇

通常而言，相較于單頻接收機(jī)來(lái)說(shuō)，雙頻GPS接收機(jī)能夠?qū)嵤┚_度較高且十分快速可靠的結(jié)算，在水下地形測(cè)量中能夠獲得更為理想的應(yīng)用效果。譬如說(shuō)南方公司的靈銳$80 、瑞士的Leica1200以及美國(guó)的Trimble5800等等。儀器自身固有的誤差、水溫情況、水深度以及鹽度等等相關(guān)因素均會(huì)導(dǎo)致測(cè)深儀精度受到影響，其中所形成的主要誤差來(lái)自于深度比例誤差，所以說(shuō)在進(jìn)行設(shè)備儀器的合理選擇時(shí)需盡可能選擇靈敏度相對(duì)較高且量程較大的測(cè)深儀儀器。為針對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)展開(kāi)實(shí)時(shí)記錄則需進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)備的有效配置，充分考慮容易攜帶這一因素，建議選擇小而輕巧的掌上電腦設(shè)備PDA，且在計(jì)算機(jī)上需進(jìn)行相關(guān)軟件安裝，并使用數(shù)據(jù)線(xiàn)將測(cè)深儀跟GPS連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS以及測(cè)深數(shù)據(jù)的及時(shí)記錄。

實(shí)施水下地形測(cè)量當(dāng)然離不開(kāi)船只，出于對(duì)相關(guān)作業(yè)性質(zhì)的充分考慮，建議選取較大重量的機(jī)動(dòng)船，這主要是因?yàn)槠湓诤叫袝r(shí)能夠保持較大穩(wěn)定性，并讓GPS跟中桿與測(cè)深儀換能器的連接線(xiàn)時(shí)刻保持垂直狀態(tài)，盡可能降低因?yàn)榇w傾斜而造成的誤差情況出現(xiàn)。在海上位置進(jìn)行水下地形測(cè)量的時(shí)候，海浪常處于較大狀態(tài)，一般性質(zhì)的船只則難以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)航行，為此需選擇使用相對(duì)較為專(zhuān)業(yè)的測(cè)量船，船上安放的船載儀器能夠針對(duì)船體各個(gè)方向上傾斜角度展開(kāi)實(shí)時(shí)記錄。

2.2進(jìn)行儀表參數(shù)的合理設(shè)置

在實(shí)施測(cè)量以前需認(rèn)真進(jìn)行儀器參數(shù)設(shè)置工作，對(duì)于GPS來(lái)說(shuō)，除應(yīng)設(shè)施流動(dòng)站以及參考占之外，需保障PDA通信和流動(dòng)站之間的端口時(shí)刻保持打開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)實(shí)施歷元輸出速率設(shè)置，通常是0.1秒。就測(cè)深儀而言，應(yīng)該將聲速以及所需吃水的深度。恰當(dāng)?shù)牧砍虣n位等等信息輸入進(jìn)去，具體來(lái)說(shuō)，能夠直接將出水深度量取出來(lái)，伴隨著海水鹽度、穩(wěn)定以及壓強(qiáng)的不斷變化使得聲波在水中傳播的速度處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，在實(shí)際的海洋環(huán)境中，聲速隨著海水鹽度、穩(wěn)定以及壓強(qiáng)的增大而增大。在常溫條件下，與海水相關(guān)的典型的聲速值是每秒1500米，與淡水相關(guān)的典型聲速值為每秒1450米。因此，在開(kāi)始使用回聲測(cè)試儀以前，需結(jié)合相應(yīng)水域?qū)嶋H的物理特征情況校正儀器聲速值。

對(duì)于PDA計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)說(shuō)，各類(lèi)型數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行設(shè)置時(shí)所使用的參數(shù)也是各不相同的。首先需要做的是正確設(shè)置各個(gè)通信端口，涵蓋有字節(jié)長(zhǎng)度以及波特率等等通信參數(shù)，而后擇取較為正確的坐標(biāo)系等等，然后針對(duì)水面到GPS天線(xiàn)距離以及記錄數(shù)據(jù)的間距等等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

2.3進(jìn)行數(shù)據(jù)的仔細(xì)檢核

為確保所得的測(cè)量結(jié)果具備有較高的可靠性，則需在進(jìn)行測(cè)量前后針對(duì)測(cè)深儀跟GPS相關(guān)的數(shù)據(jù)展開(kāi)詳細(xì)檢查。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于GPS而言，能夠運(yùn)用流動(dòng)站測(cè)量已知點(diǎn)，并將其跟已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，若能夠充分滿(mǎn)足具體的精度要求就可以了；就測(cè)深儀來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在現(xiàn)場(chǎng)采用測(cè)繩實(shí)現(xiàn)對(duì)水深度的合理量取，而后就其跟測(cè)深儀面板所顯示出的深度情況進(jìn)行比較。

除此以外，需針對(duì)各個(gè)時(shí)段相同水域反復(fù)實(shí)施測(cè)量，并跟周?chē)鷾y(cè)點(diǎn)位置的高程進(jìn)行比較，若是不存在有較大差別，則表明在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中測(cè)深儀能夠時(shí)刻保持較高的測(cè)量精度，且該時(shí)期的測(cè)量作業(yè)工作能夠?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)行，未發(fā)生任何意外情況。在檢核時(shí)也能夠采用常規(guī)方法來(lái)進(jìn)行，譬如說(shuō)使用全站儀，將該儀器架設(shè)于岸邊位置，司尺員乘坐船只在水中相應(yīng)位置立起鏡干，若桿高難以達(dá)標(biāo)則能夠使用測(cè)繩進(jìn)行輔助。成圖以后跟周?chē)母叱虒?shí)施比較則可。檢核數(shù)據(jù)的時(shí)候一般會(huì)將各種手段有效地結(jié)合在一起，使得測(cè)量所得出的相關(guān)數(shù)據(jù)具備有較高的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)測(cè)量所得結(jié)果可靠程度的合理增強(qiáng)。

2.4相關(guān)注意事項(xiàng)

在船航行的進(jìn)程當(dāng)中，水深通常能夠均勻地發(fā)生改變，一旦測(cè)深儀出現(xiàn)較大的起伏情況，則需實(shí)時(shí)及時(shí)地展開(kāi)檢查問(wèn)題出處。譬如說(shuō)在水草叢生的水域范圍內(nèi)容易導(dǎo)致測(cè)深儀探頭被垃圾或者是水草所纏繞，此時(shí)測(cè)深儀顯示的數(shù)據(jù)則較為不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)一直處于閃爍狀態(tài)，為此則需將此類(lèi)阻攔物及時(shí)清除掉，此外，為充分保障人員安全與設(shè)備的可靠性，則需給予實(shí)際的水深更多關(guān)注，駛?cè)胨惠^低的區(qū)域時(shí)需緩慢前行，規(guī)避船只出現(xiàn)擱淺情況或者是測(cè)深儀探頭接觸撞到水底的硬物。

在實(shí)際的測(cè)量中，整個(gè)過(guò)程都需在水上航行，特別是遭遇較大水域情況，若沒(méi)有較為明顯的參照物，則難以通過(guò)肉眼進(jìn)行行船軌跡的有效控制，針對(duì)該種狀況，PDA設(shè)備中的數(shù)據(jù)記錄軟件能夠?qū)⒋w航行軌跡與位置實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，為此能偶以此完成行船軌跡控制，在地勢(shì)變化小、相對(duì)平坦的地方，適當(dāng)放寬測(cè)量線(xiàn)路的間距，反之，需加密測(cè)量線(xiàn)路。這有利于使測(cè)點(diǎn)均勻布于整個(gè)測(cè)區(qū)，同時(shí)在測(cè)區(qū)地形變化復(fù)雜的地區(qū)能有足夠數(shù)據(jù)反映水下地形的真實(shí)面貌。在PDA 數(shù)據(jù)記錄軟件上，可以顯示水面高程、水深、固定解衛(wèi)星數(shù)、平面坐標(biāo)等即時(shí)數(shù)據(jù)，留意這些數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，在出現(xiàn)異常時(shí)才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取相應(yīng)措施。比如在死水域中，水面高程始終是在某固定值附近變動(dòng)，若脫離該值則測(cè)量過(guò)程可能發(fā)生了差錯(cuò)，比如GPS 對(duì)中桿傾斜或者下滑。

綜上可以知道，水下地形測(cè)量技術(shù)的重要性甚為突顯，如今可采用GPS等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)實(shí)施相應(yīng)的測(cè)量工作，確保所得測(cè)量結(jié)果擁有較高的精確性、可靠性。

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