徐云航 崔冬蕾 田弟一 王雪蓉

摘 要：測(cè)量控制網(wǎng)作為數(shù)字化航道的構(gòu)建基礎(chǔ)之一，為數(shù)字航道轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了精確的航道空間信息采集基準(zhǔn)。開展三峽樞紐河段航道測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)方案研究，能夠?yàn)榻窈蠛降婪?wù)數(shù)字化、智能化、信息化的轉(zhuǎn)型升級(jí)工作打好基礎(chǔ)，向?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量航道服務(wù)能力的現(xiàn)實(shí)要求更近一步。

關(guān)鍵詞：樞紐航道;測(cè)量控制網(wǎng);布設(shè)方案

中圖分類號(hào)：U612? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）04-0095-02

1引言

三峽樞紐河段航道上起長(zhǎng)江干線西陵峽廟河，下至宜昌市中水門，全長(zhǎng)約59公里，是銜接長(zhǎng)江中、上游航道的關(guān)鍵區(qū)段，因轄區(qū)內(nèi)座落著三峽大壩、葛洲壩兩座舉世矚目的水利樞紐，航道被分隔成了三段具有明顯不同特點(diǎn)的航道。為了更好地掌握河床變化趨勢(shì)和河段水流特點(diǎn)，三峽樞紐河段每年都會(huì)開展全河段水下地形觀測(cè)、三峽樞紐航道水下地形觀測(cè)、葛洲壩樞紐航道水下地形觀測(cè)和水文觀測(cè)等測(cè)繪項(xiàng)目。三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)普遍建于2000年至2009年之間，應(yīng)用的坐標(biāo)系以參心大地坐標(biāo)系、地心坐標(biāo)系和一些獨(dú)立坐標(biāo)系為主。

新形勢(shì)下，日益增長(zhǎng)的船舶過壩需求和兩壩船閘及升船機(jī)通過能力不足的矛盾是當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期三峽樞紐河段的主要矛盾，是人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的社會(huì)主要矛盾在三峽樞紐河段的具體體現(xiàn)。隨著建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，為持續(xù)提升公共服務(wù)水平和管理能力，不斷適應(yīng)日益增長(zhǎng)的船舶過壩需求，三峽樞紐河段數(shù)字航道升級(jí)改造工作如箭在弦。測(cè)量控制網(wǎng)作為數(shù)字化航道的構(gòu)建基礎(chǔ)之一，為數(shù)字航道轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了精確的航道空間信息采集基準(zhǔn)。所以，開展三峽樞紐航道測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)方案研究，能夠?yàn)榻窈蠛降婪?wù)數(shù)字化、智能化、信息化的轉(zhuǎn)型升級(jí)工作打好基礎(chǔ)，向?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量航道服務(wù)能力的現(xiàn)實(shí)要求更近一步。

2目的及意義

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)方案，有利于構(gòu)建一個(gè)完整、全面、無交叉的控制網(wǎng)，使控制網(wǎng)的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

（2）建立基準(zhǔn)統(tǒng)一的測(cè)量控制網(wǎng)是適應(yīng)當(dāng)今空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的必然選擇，有利于推動(dòng)高精度快速定位技術(shù)在航道維護(hù)的應(yīng)用，是三峽樞紐河段測(cè)繪基準(zhǔn)體系現(xiàn)代化建設(shè)的重要工作，是提高三峽樞紐河段航道空間基準(zhǔn)自主性和安全性的基礎(chǔ)。

（3）應(yīng)用基準(zhǔn)統(tǒng)一的測(cè)量控制網(wǎng)有利于提高航道測(cè)繪成果精度，更好地為三峽樞紐河段通航事業(yè)服務(wù)。能夠使航道基礎(chǔ)要素的采集更加精準(zhǔn)，有利于航道維護(hù)人員更準(zhǔn)確地掌握航道情況，從而制定及時(shí)有效的航道維護(hù)措施，確保航道安全暢通。

（4）建立基準(zhǔn)統(tǒng)一的測(cè)量控制網(wǎng)有利于長(zhǎng)航系統(tǒng)單位間的測(cè)繪成果共享與聯(lián)動(dòng)更新，促進(jìn)長(zhǎng)航系統(tǒng)各級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的有效銜接，能夠更好地為交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略服務(wù)。

3現(xiàn)狀分析

隨著空間技術(shù)、信息技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛普及，原參心坐標(biāo)系已無法滿足三峽樞紐河段航道建設(shè)和發(fā)展的需求，迫切需要建立地心、三維、動(dòng)態(tài)、高精度的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)—地心坐標(biāo)系。自2008年7月1日起，我國(guó)全面啟用CGCS2000坐標(biāo)系（2000國(guó)家大地坐標(biāo)系），這意味著國(guó)家及各省市、行業(yè)的測(cè)繪活動(dòng)必須在地心坐標(biāo)系下進(jìn)行，參心坐標(biāo)系統(tǒng)將逐漸被淘汰。2018年底，長(zhǎng)江航道局所屬轄區(qū)已基本完成CGCS2000坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換和建設(shè)工作，具備CGCS2000坐標(biāo)系的定位和生產(chǎn)技術(shù)。因此，在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面應(yīng)用的大環(huán)境下，提前布局三峽樞紐河段航道測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)及優(yōu)化工作，將為現(xiàn)代化航道建設(shè)提供決策基礎(chǔ)，提高建設(shè)效率。

4目標(biāo)與重點(diǎn)

本研究的目標(biāo)是在基于現(xiàn)有控制點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)地勘察和衛(wèi)星定位的方式，形成可供決策參考的“選址易建設(shè)、北斗信號(hào)強(qiáng)、轄區(qū)全覆蓋”的三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)的優(yōu)化方案。根據(jù)國(guó)家、交通部頒布的航道測(cè)繪相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，重點(diǎn)研究三個(gè)方面：一是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)中的應(yīng)用;二是在通視條件、衛(wèi)星信號(hào)接收條件有一定局限性的兩壩間和庫(kù)區(qū)航道挑選出北斗衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)且適合布設(shè)控制點(diǎn)的區(qū)域;三是在具有一定高程落差的三峽、葛洲壩樞紐航道和通視條件較差的兩壩間航道，研究測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)優(yōu)化方法。

5關(guān)鍵技術(shù)路線

由于三峽樞紐河段有明顯的山區(qū)及庫(kù)區(qū)航道特點(diǎn)，航道蜿蜒狹長(zhǎng)、兩岸石壁陡峭、岸線受水利樞紐調(diào)峰影響大;同時(shí)又有葛洲壩、三峽大壩兩座水利樞紐的特殊性，樞紐航道上下游高差大。因此本研究的關(guān)鍵技術(shù)路線重點(diǎn)在于以下三個(gè)方面：

（1）在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用成熟的GPS（全球定位系統(tǒng)）和GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）布設(shè)控制網(wǎng)的方法的基礎(chǔ)上，研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)中的應(yīng)用。

（2）部分與整體相結(jié)合，理論與實(shí)際相結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃 “選址易建設(shè)、北斗信號(hào)強(qiáng)、轄區(qū)全覆蓋”的三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)，克服三峽樞紐河段航道地理?xiàng)l件的局限，使測(cè)量控制網(wǎng)與CORS站互補(bǔ)的特性得到充分發(fā)揮。

（3）研究高差較大的樞紐航道區(qū)域內(nèi)測(cè)量控制點(diǎn)的布設(shè)方法，選擇合理的測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)線路，減小控制點(diǎn)之間因水準(zhǔn)路線中測(cè)站較多而帶來的高程誤差累積。

6結(jié)語(yǔ)

利用已成型的三峽樞紐河段測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)的研究方案，能夠作為航道測(cè)量控制網(wǎng)修復(fù)、航道工程建設(shè)項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)和實(shí)施依據(jù)，為三峽樞紐河段的航道建設(shè)做好技術(shù)支撐，為三峽樞紐河段航道高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。