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(中國水電顧問集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，長(zhǎng)沙，410014)

嘉陵江亭子口水利樞紐位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，壩址距蒼溪縣城陵江鎮(zhèn)上游約15km，是嘉陵江干流開發(fā)中唯一的控制性工程，是以防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水為主，兼顧發(fā)電、航運(yùn)，并具有攔沙減淤等效益的綜合利用工程。

為了監(jiān)測(cè)亭子口水利樞紐蓄水后近壩庫區(qū)及壩下沖刷和淤積情況，需要進(jìn)行蓄水前壩前1000m和壩下2000m范圍沖淤前的斷面測(cè)量。

1 測(cè)量?jī)x器配備與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

配備測(cè)量?jī)x器如下：徠卡TCR402全站儀1臺(tái)套，中海達(dá)F61+GNSS+RTK2臺(tái)套，南方SDE-28型數(shù)字測(cè)深儀1臺(tái)套。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，共布設(shè)斷面10條，壩前4條，壩后6條。斷面樁號(hào)為：0-1000m、0-500m、0-200m、0-100m、0+350m、0+500m、0+800m、0+1100m、0+1500m、0+2000m。壩前斷面基點(diǎn)埋設(shè)位于淹沒水位線以上，壩后斷面基點(diǎn)埋設(shè)于最大洪水位以上。

斷面水上部分測(cè)量主要采用徠卡TCR402全站儀進(jìn)行，從每條斷面左基點(diǎn)測(cè)至右基點(diǎn)，斷面點(diǎn)間距不大于5m。

斷面水下部分測(cè)量采用GNSS配合測(cè)深儀進(jìn)行，首先根據(jù)亭子口水利樞紐二等施工控制網(wǎng)測(cè)量成果資料，利用COORD軟件求解測(cè)區(qū)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。選取了上游、中間、下游各2個(gè)點(diǎn)共計(jì)6個(gè)點(diǎn)，用布爾莎模型七參數(shù)法計(jì)算，得到WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到測(cè)區(qū)坐標(biāo)的七參數(shù)X平移、Y平移、Z平移、X旋轉(zhuǎn)、Y旋轉(zhuǎn)、Z旋轉(zhuǎn)、K(尺度比)。

使用AutoCAD軟件，按設(shè)計(jì)斷面坐標(biāo)繪制Pline線，轉(zhuǎn)存為AutoCAD2000格式的*.dxf文件，導(dǎo)入到SDE-28中，供水下斷面測(cè)量時(shí)使用。

2 斷面水下部分測(cè)量

2.1 GNSS基準(zhǔn)站設(shè)置

將GNSS基準(zhǔn)站架設(shè)在位于測(cè)區(qū)中部山頂、GNSS觀測(cè)條件最好、交通便利的控制點(diǎn)TZ11上，對(duì)中、整平，連接好UHF天線(標(biāo)稱發(fā)射距離10km)，打開GNSS電源。

打開GNSS隨機(jī)手簿iHand，新建項(xiàng)目，設(shè)置橢球、投影、橢球轉(zhuǎn)換參數(shù)，其它參數(shù)默認(rèn)無。

iHand手簿連接GNSS，設(shè)置手簿型號(hào)、連接方式、端口、波特率，GNSS類型，點(diǎn)擊【下一步】，點(diǎn)擊【搜索】出現(xiàn)機(jī)號(hào)后，選擇機(jī)號(hào)，點(diǎn)擊【連接】，如果連接成功會(huì)在接收機(jī)信息窗口顯示連接儀器號(hào)。在彈出【接收機(jī)信息】窗口后，選擇設(shè)置基準(zhǔn)站。

輸入基準(zhǔn)站點(diǎn)名TZ11，基準(zhǔn)站儀器高，輸入該點(diǎn)的當(dāng)?shù)豿yh坐標(biāo)。

點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)鏈】，選擇內(nèi)置電臺(tái)，電臺(tái)頻道與功率等相關(guān)參數(shù)。

點(diǎn)擊【其它】，設(shè)定差分模式RTK、電文格式CMR、GNSS截止角等參數(shù)。一般所有基準(zhǔn)站參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊【確定】，設(shè)置成功。

2.2 GNSS移動(dòng)站設(shè)置

首先將換能器安裝固定在測(cè)量船上，把GNSS移動(dòng)站架設(shè)于換能器連接桿頂部，先不插入串口線，用iHand手簿藍(lán)牙連接GNSS，設(shè)置移動(dòng)站。設(shè)置移動(dòng)站主要設(shè)定移動(dòng)站的工作參數(shù)，包括移動(dòng)站數(shù)據(jù)鏈等參數(shù)，移動(dòng)站的設(shè)置與基準(zhǔn)站設(shè)置的類似，只是輸入的信息不同。電臺(tái)頻道必須和基準(zhǔn)站一致。選擇電文格式CMR、發(fā)送GGA間隔時(shí)間1s。

移動(dòng)站設(shè)置完成后，選擇測(cè)量，解狀態(tài)為RTK固定解后記錄坐標(biāo)和高程(水面高)。

2.3 測(cè)深儀設(shè)置

首先連接好測(cè)深儀與GNSS、換能器、電源等的連線，檢查無誤后打開測(cè)深儀與GNSS，進(jìn)行設(shè)置。運(yùn)行自由行軟件主程序，新建一個(gè)工程：

2.3.1 輸入基本信息。輸入工程名稱、施工單位、施工地點(diǎn)、施工日期、操作員、備注等相關(guān)信息。

2.3.2 投影參數(shù)設(shè)置。選擇橢球：北京-54；投影方式：高斯投影；中央子午線：105；Y常數(shù)：500000m。

2.3.3 轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置。使用七參數(shù)，和GNSS-RTK設(shè)置一樣的參數(shù)。

2.3.4 儀器選擇設(shè)置。由于使用的中海達(dá)F61+GNSS+RTK儀器，GNSS型號(hào)列表中沒有此型號(hào)，需選擇其它接收機(jī)，數(shù)據(jù)格式GGA。設(shè)置如圖1所示。

圖1 儀器選擇設(shè)置

2.3.5 數(shù)據(jù)采集設(shè)置。選擇條件：固定解(RTK)；方式：按時(shí)間間隔1000ms；水深數(shù)據(jù)采集：瞬時(shí)水深。

2.4 水深測(cè)量

先進(jìn)行天線高(GNSS至水面高程)、測(cè)深儀吃水深度等相關(guān)參數(shù)設(shè)置。點(diǎn)擊連接儀器，檢查SDE-28測(cè)深儀測(cè)量的坐標(biāo)高程與iHand手簿所測(cè)坐標(biāo)高程在誤差范圍內(nèi)后即可開始測(cè)量。按菜單【工程】-【圖形導(dǎo)入】，將繪制的斷面線AutoCAD2000格式的*.dxf文件導(dǎo)入工程，測(cè)深儀切換為[自動(dòng)]模式，開始進(jìn)行測(cè)深工作?！蹲杂尚小奋浖詣?dòng)按照指定的方式采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并在航行軌跡上留下采點(diǎn)標(biāo)志，測(cè)量操作人員根據(jù)屏幕顯示的航跡，指揮測(cè)量船駕駛?cè)藛T不斷調(diào)整航向沿計(jì)劃斷面線航行，直至完成測(cè)量任務(wù)。

3 數(shù)據(jù)處理

南方SDE-28測(cè)深儀隨機(jī)《水上工程軟件-自由行》的數(shù)據(jù)后處理過程采用人性化設(shè)計(jì)，操作起來既簡(jiǎn)便又能達(dá)到處理的目的，減少了數(shù)據(jù)處理的工作量，將重復(fù)工作降到最低，處理后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)分別用不同的擴(kuò)展名文件保存，可以保障數(shù)據(jù)的安全和完整性。

3.1 水深數(shù)據(jù)處理

通過選擇【后處理】-【綜合改正輸出】，進(jìn)入到數(shù)據(jù)改正輸出界面，如圖2所示。

圖2 儀器選擇設(shè)置

水深數(shù)據(jù)處理步驟如下：

3.1.1 選擇成果文件的格式，成果文件的標(biāo)準(zhǔn)格式有南方海洋成圖5.0格式和南方CASS格式。

3.1.2 點(diǎn)擊【打開文件】，彈出水深文件選擇對(duì)話框，用戶可以選擇一個(gè)或者通過Shift和Crtl鍵來批量選擇水深文件。

3.1.3 在【選擇改正項(xiàng)目】中選擇要進(jìn)行改正的項(xiàng)目，然后點(diǎn)擊，在彈出的對(duì)話框中輸入相應(yīng)的參數(shù)。

3.1.4 點(diǎn)擊【開始改正】，完成綜合改正。輸出南方CASS格式的*.dat文件。

3.2 橫斷面數(shù)據(jù)生成

利用南方CASS軟件處理水深數(shù)據(jù)，導(dǎo)入水下地形測(cè)量數(shù)據(jù)*.dat，然后繪制縱斷面線。點(diǎn)擊【工程應(yīng)用】-【生成里程文件】-【由縱斷面線生成】-【新建】，點(diǎn)取縱斷面線，自動(dòng)繪制橫斷面。

再點(diǎn)擊添加、變長(zhǎng)、剪切、設(shè)計(jì)等選項(xiàng)，可以對(duì)橫斷面線進(jìn)行修改。最后點(diǎn)擊生成，在彈出的對(duì)話框中輸入相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)間距橫斷面數(shù)據(jù)。如圖3、圖4所示。

然后進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，加上先期測(cè)繪的斷面水上部分?jǐn)?shù)據(jù)，編制橫斷面成果表，繪制橫斷面圖。

圖3 橫斷面數(shù)據(jù)生成菜單

圖4 橫斷面數(shù)據(jù)生成選項(xiàng)

4 結(jié)語

亭子口水利樞紐共測(cè)設(shè)10條沖淤監(jiān)測(cè)斷面，斷面基點(diǎn)20個(gè)(埋石)，測(cè)量1∶200橫斷面5.67km，利用RTK技術(shù)進(jìn)行水下部分測(cè)量，數(shù)字測(cè)深儀與GNSS通過數(shù)據(jù)線相連接，采集平面位置、高程和水深數(shù)據(jù)同步進(jìn)行，自動(dòng)存儲(chǔ)。在外業(yè)數(shù)據(jù)采集后，直接進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理和成圖，成果整理快捷，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

〔1〕徐知秋.關(guān)于水利水電工程水域斷面測(cè)量[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2013，(5).

〔2〕張興濤，宋 潔，曹宏巖.水利工程斷面測(cè)量的探討與分析[J].黑龍江科技信息，2013，(26).