丁林磊，劉政林

（廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，南寧530000）

1 引言

相關(guān)資料顯，國(guó)內(nèi)對(duì)運(yùn)用GPS RTK、水下超聲波回聲測(cè)深技術(shù)、數(shù)字化繪圖技術(shù)等先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)（簡(jiǎn)稱RTK-SDE技術(shù)），是當(dāng)前我國(guó)水利工程建設(shè)中經(jīng)常運(yùn)用到的一項(xiàng)測(cè)量技術(shù)。本文通過兩個(gè)實(shí)例研究利用RTK-SDE技術(shù)在淺水區(qū)水下地形測(cè)量中的應(yīng)用，能夠找到適合該技術(shù)應(yīng)用的精準(zhǔn)性控制策略，對(duì)于保障水利工程建設(shè)中的測(cè)量信息精準(zhǔn)性，具有重要的研究意義。

2 試驗(yàn)地點(diǎn)及范圍選擇

在此次研究中將南寧市西南方15號(hào)防護(hù)壩上游150m至下游200m范圍內(nèi)水域作為此次試驗(yàn)研究中的試驗(yàn)點(diǎn)A。將桂林市西北6號(hào)防護(hù)壩上游150m至下游300m處水域作為試驗(yàn)點(diǎn)B，選定的兩處試驗(yàn)點(diǎn)水域面積分別為A點(diǎn)0.25km和B點(diǎn)0.43km。通過選點(diǎn)分析，及時(shí)的關(guān)注選定區(qū)域內(nèi)的信息變化情況，例如，天氣，水流，溫度變化。

3 試驗(yàn)設(shè)備及軟件選擇

在此次試驗(yàn)中，本工程選用的設(shè)備為南方靈銳S86 GPS接收機(jī)一套；南方SDE-28S水下超聲波回聲測(cè)深儀器一套；數(shù)字化地形測(cè)繪軟件（南方CASS9.1）；數(shù)據(jù)處理軟件（GPS網(wǎng)平差軟件）。輔助性測(cè)量工作開展設(shè)備筆記本電腦一臺(tái)，以及對(duì)應(yīng)的機(jī)動(dòng)船（配備安全救護(hù)設(shè)施）等。通過對(duì)選定設(shè)備儀器分析與測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所有的設(shè)備運(yùn)行正常，可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及規(guī)范

4.1 執(zhí)行規(guī)范分析

此次試驗(yàn)中選定的執(zhí)行規(guī)范包括：

①《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》SL 197-2013，水利部；

②《國(guó)家基本比例尺地圖圖式——第一部分：1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式》GB/T 20257.1-2007；

③《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》GB/T 18314-2009；

④《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量 (RTK)技術(shù)規(guī)范》CHT 2009-2010；

在執(zhí)行以上規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程的目的提出以下具體技術(shù)要求：比例尺1：1000；基本等高距1m，高程數(shù)據(jù)取至小數(shù)點(diǎn)后兩位。GPS RTK聯(lián)測(cè)控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差和固定點(diǎn)檢核誤差≤5cm。

4.2 起算控制點(diǎn)的選擇

在試驗(yàn)地點(diǎn)建立E級(jí)GPS控制網(wǎng)，選定平面坐標(biāo)系統(tǒng)為掛靠1980西安坐標(biāo)系，選定的高程系統(tǒng)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。選擇的中央子午線投影帶為108°36號(hào)3°帶（南寧15號(hào)壩）和中央子午線為111°37號(hào)3°帶（桂林6號(hào)壩）。

南寧市西南方15號(hào)防護(hù)壩附近設(shè)有GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)4個(gè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)號(hào)為NN1、NN2、NN3、NN4。桂林市西北6號(hào)防護(hù)壩試驗(yàn)區(qū)域設(shè)有GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)3個(gè)，對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)分別為GL1、GL2、GL3。按照全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范對(duì)以上監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè)并進(jìn)行平差計(jì)算，控制網(wǎng)精度符合GNSS網(wǎng)測(cè)量精度分級(jí)要求，依據(jù)《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》SL 197-2013的要求，滿足E級(jí)網(wǎng)最弱相鄰點(diǎn)邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差應(yīng)≤1/20000,最弱相鄰點(diǎn)點(diǎn)位允許中誤差為±5cm。起算點(diǎn)數(shù)據(jù)成果如表1所示。

表1 起算點(diǎn)測(cè)量成果表

5 實(shí)驗(yàn)過程質(zhì)量控制

5.1 起算點(diǎn)校核

起算點(diǎn)校核是為了保證測(cè)量的數(shù)據(jù)的可靠性和最終成果的質(zhì)量。本工程中采用GPS-RTK技術(shù)首先對(duì)試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)桂林點(diǎn)防護(hù)壩3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可靠；南寧點(diǎn)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換參數(shù)高程誤差0.25m，通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，NN3點(diǎn)由于環(huán)境因素控制平差高程可能存在問題，故NN3監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程成果不參與數(shù)據(jù)起算和校核。

5.2 固定點(diǎn)校核

采用RTK進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，作業(yè)開始前和作業(yè)結(jié)束后均應(yīng)進(jìn)行已知點(diǎn)檢查，固定點(diǎn)檢核誤差平面位置較差不應(yīng)大于圖上0.2mm，高程較差不應(yīng)大于1/5基本等高距。經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)平面誤差最大0.034m，高程0.025m。滿足規(guī)范要求。

5.3 水深比檢測(cè)及精度控制

水下地形測(cè)量作業(yè)前都要進(jìn)行水深對(duì)比檢測(cè)，通過探桿測(cè)深和測(cè)深儀測(cè)深的差值來檢測(cè)儀器設(shè)定參數(shù)是否正確和求取吃水改成參數(shù)。本工程中對(duì)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同地方的水深對(duì)比，結(jié)果如表2和表3

表2 水深比檢測(cè)結(jié)果（南寧15號(hào)壩）

表3 水深比檢測(cè)結(jié)果（桂林6號(hào)壩）

由表2和表3中的數(shù)據(jù)可以看出，在岸邊進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證過程中，探桿測(cè)深和測(cè)深儀測(cè)深的差值都在4cm以內(nèi)，考慮到儀器本身的系統(tǒng)誤差和測(cè)深儀安裝誤差，故可認(rèn)定為測(cè)深儀的測(cè)量結(jié)果是可靠的。

6 數(shù)據(jù)處理及地形圖繪制

利用GPS-RTK技術(shù)得到實(shí)地水面點(diǎn)的三維坐標(biāo)和SDE測(cè)深技術(shù)得到對(duì)應(yīng)點(diǎn)的水深，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就可以得到水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)。數(shù)據(jù)處理完成后采用南方CASS9.1軟件進(jìn)行地形圖繪編工作，按照標(biāo)準(zhǔn)圖示畫法繪制等深線和水中建構(gòu)筑物，并按照地形圖標(biāo)準(zhǔn)圖示圖例與岸邊地形進(jìn)行接圖。

7 結(jié)語

通過本文的研究和分析，將RTK-SDE技術(shù)在淺水區(qū)水下地形測(cè)量中的應(yīng)用精度控制歸納為以下幾點(diǎn)：一是對(duì)于起算點(diǎn)的校核；二是對(duì)于水深比檢測(cè)及精度控制。通過以上兩點(diǎn)測(cè)量工作的展開，對(duì)于整個(gè)測(cè)量工作開展精準(zhǔn)度控制，具有重要性保障意義。