摘要：本文詳細介紹近海域水下地形測量的具體應(yīng)用及水下測量工作原理和方法，給出一種切實可靠、高效的水下測量方法，以供海洋測繪相關(guān)工作人員參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：水下地形；測深儀；GPSRTK技術(shù)定位；深度基準面

1、常規(guī)水下地形測量方法

常規(guī)的水下地形測量方法有：

（1）交會法：以前采用六分儀和經(jīng)緯儀進行側(cè)方和前方交會，目前利用全站儀可完成代替；

（2）極坐標法：適合于水面不寬、靜水面的水域；

（3）斷面索定位法：適用于水面窄、測深淺大比例尺測量；

（4）無線電定位法：適合水域?qū)拸V區(qū)域，作業(yè)精度高，操作方便，不受通視和氣候的影響。

2、GPSRTK測量定位方法

隨著測繪技術(shù)的進步和發(fā)展，GPS定位技術(shù)日趨完善，尤其是RTK實時動態(tài)定位系統(tǒng)以其高精度、高效率、易操作的特點廣泛應(yīng)用于各種測量和放樣中。使用GPS+RTK技術(shù)進行水下地形測量就更比較方便、快捷了。下面以海鷹加科HY1601單頻測深儀+中海達K3信標機為例，用GPSRTK測量詳細介紹水下地形測量作業(yè)。

3、水下地形測量實施過程

3.1儀器設(shè)備

單頻HY1601測深儀：該機具有數(shù)字輸出功能，可實現(xiàn)與計-算機的實時通訊與數(shù)據(jù)傳輸；測量精度為+0.01m+0.1%D（D為所測深度），測量范圍為0.3m-150m。

中海達K3信標機：經(jīng)現(xiàn)場固定偏差改正后，近距離實時定位精度均≤±1.0m。

3.2水位站設(shè)立及水尺零點的引測

水位站的設(shè)立要結(jié)合現(xiàn)場的條件設(shè)立水尺：

（1）選在距控制點較近的位置設(shè)立水尺。

（2）選擇在最低潮時設(shè)立水尺，水尺讀數(shù)值設(shè)定范圍高于最高水位低于最低水位。

（3）水尺設(shè)置垂直且穩(wěn)固。

水位站的設(shè)立依據(jù)《水運工程測量規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。

水尺零點引測：

由于水尺設(shè)立在距控制點較近的位置，故水尺零點高程采用GPSRTK方法進行測量。即在最近的控制點進行RTK校正并在最遠控制點進行檢核后，對水尺零點進行直接測量，取多回平均值為測量最終結(jié)果。

3.3測深線布設(shè)

測深線按規(guī)范規(guī)定的比例尺進行布設(shè)，布設(shè)的主測線為總體上大致垂直于等深線的方向。以1：1000比例尺為例，測線間隔為20米，測點間距為實際行走10米。其他比例尺測圖根據(jù)實際比例尺調(diào)整測線和測點間距。測深線的布設(shè)一般在作業(yè)前內(nèi)業(yè)處理完成。

3.4水位觀測

（1）測量時調(diào)整水位觀測時間與船載GPS時間相一致，且每次水深測量的出工前與收工后均進行對時，其時間誤差小于1分鐘；

（2）水位觀測記錄于水深測量測前10分鐘開始，測后10分鐘結(jié)束，每10分鐘讀數(shù)并記錄一次；

（3）最后根據(jù)已測量的水尺零點高程，將觀測的潮位讀數(shù)歸算至該深度基準面。

3.5水深測量

（1）測深系統(tǒng)

海上測量利用計算機與測深儀和K3型GPS接收機實現(xiàn)連接，形成一個完善的海上測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用GPS接收機與計算機自動導(dǎo)航，外業(yè)數(shù)據(jù)按每秒鐘采集一個點。

（2）GPS校正情況

在水上作業(yè)前，先對K3GPS信標接收機在控制點進行校正檢核。

（3）測深儀檢查及校正情況

作業(yè)前，為了使測量成果可靠，在測前、中間及測后對測深儀進行比對檢查。一般做法是將船行駛至水流平穩(wěn)，水深約2-5米處，用測深儀和測深桿同時分別測量水深，當(dāng)兩者之差不超過±0.1米時，即認為測深結(jié)果可靠。

3.6水深數(shù)據(jù)處理和成圖

3.6.1水深數(shù)據(jù)的預(yù)處理

水深數(shù)據(jù)的預(yù)處理是對水深數(shù)據(jù)編輯和清理前做的必要工作。包括水位改正、吃水改正、聲速改正等。數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件中的各項改正都有格式要求，把測量好的改正數(shù)按照格式要求輸入，進行自動或人工改正。

3.6.2波浪影響的消除

船載DGPS+測深儀的方法采集的水深數(shù)據(jù)，由于部分受涌浪的影響，尤其是深水區(qū)的影響較大。水深采樣時對高程記錄進行水深曲線個別平滑處理，予以消除因為波浪的影響。

3.6.3水深數(shù)據(jù)的處理

水深數(shù)據(jù)處理的過程是利用自動清理和人機互動的方式清理錯誤的水深值，剔除虛假信息，保留真實數(shù)據(jù)，剔除一些不可能存在的孤立點（飛點）和噪聲點。

3.7編制成圖

水下地形圖編繪可直接在中海達Haida4.2成圖，導(dǎo)出完整的（.DXF）圖形；亦可利用南方AutoCADCASS7.0軟件成圖，導(dǎo)入經(jīng)處理好的水下高程值（.BAT）數(shù)據(jù)文件，并建立三角網(wǎng)（DTM）和自動生成等深線或水下等高線，按《GB/T20257.1-2007》圖式規(guī)定，對水下要素進行符號化處理與標準圖形編輯，編繪完成最終的水下地形測量圖。

4、質(zhì)量保證

（1）為保證測深成果的可靠性，應(yīng)分時段校正時差，在測前測后選擇底質(zhì)較硬，水深約2-5米處，用測深儀和測深桿分別測量水深，來比較測深儀技術(shù)性能；

（2）水深作業(yè)前后，應(yīng)將流動站安置在控制點上定位檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；

（3）定位數(shù)據(jù)要和測深系統(tǒng)保證同步，否則應(yīng)加時或延后；

（4）抽樣檢查，檢查斷面與測深斷面宜垂直相交，檢查點數(shù)不少于總點數(shù)的5%。

（5）檢查點在圖上1mm范圍內(nèi)水深點的深度較差要滿足下表《水運工程測量》規(guī)范相關(guān)限差規(guī)定：

深度檢查限差表

注：表中H為水深值。

5、結(jié)束語

實際證明，GPSRTK和海鷹加科測深儀聯(lián)合使用，在水下地形測量中發(fā)揮很大的作用，充分體現(xiàn)了其精度高、速度快、作業(yè)簡單等的特點，及時準確的成圖為近海海域開發(fā)利用提供了有力保障。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，利用GPSRTK聯(lián)合數(shù)字化測深儀進行水下地形測量將有廣闊的前景。