張洋

大連港灣工程有限公司 遼寧大連 160000

在航道工程水深測量作業(yè)中，使用現(xiàn)代化的水深測量技術(shù)，能夠同步對水位數(shù)據(jù)進行收集和采集，最終可以實現(xiàn)無驗潮的方式來完成對水深的測量，其測量的精度則更加的可靠，在實際的航道工程中有著十分廣泛的應用。

1 航道工程水深測量誤差產(chǎn)生的原因分析

1.1 水深測量中測深和定位儀器本身產(chǎn)生的系統(tǒng)性誤差

在水深測量中，數(shù)字化的測量精度非常容易受到信號的遮擋，因此產(chǎn)生的影響相對比較大，測量過程中特別容易發(fā)生超出儀器誤差標稱值的范圍，有的甚至在水深測量過程中無法正常地進行。其與基站的影響，基本與距離形成正比的關(guān)系，一般說來，距離如果越遠，那么其產(chǎn)生的影響則就越大，一般是在5km的范圍之內(nèi)就能夠更好地滿足小于或等于1：500水深測量精度的根本要求[1]。

1.2 測深儀換能器桿安裝出現(xiàn)偏差造成的誤差

因為換能器桿連接了RTK的天線以及換能器，當安裝的換能器桿如果出現(xiàn)不夠垂直的情況，那么則將形成的偏角最終將造成測深儀測量的水深值產(chǎn)生了系統(tǒng)性的誤差。此外，因為RTK天線不垂直從而造成RTK測量得到的高程要比實際測量的數(shù)值要偏小一些，因此也就會產(chǎn)生了系統(tǒng)性的誤差。

1.3 采樣速率以及延遲問題所產(chǎn)生的誤差問題

GPS定位輸出的更新率會直接影響到瞬時采集的數(shù)據(jù)的精度及密度，要是定位的設備以及測深設備的數(shù)據(jù)通訊沒有同步一致，那么就會導致測深值出現(xiàn)位移，造成所測量的區(qū)域內(nèi)航道的水底形狀發(fā)生失真的情況。出現(xiàn)的不同步狀況最為主要的表現(xiàn)就是，在軟件發(fā)送給RTK接收機的定位時刻與發(fā)送給測深儀的測深標記時刻不同步，最終因為出現(xiàn)延遲而導致誤差情況的出現(xiàn)[2]。

2 航道工程中水深測量技術(shù)的要點

2.1 GPS-RTK 水深測量技術(shù)

航道工程水深測量也就是對水下地形進行測量需要對水下的地形點的平面坐標和高程進行測定。GPS-RTK也叫實時動態(tài)測量定位技術(shù)，該種技術(shù)的一個顯著特點就是方便快捷、全天候、全球性。因此作業(yè)過程中，技術(shù)人員可以在內(nèi)河航道的測量過程中采用RTK技術(shù)來實施水下地形的測量工作。尤其是無驗潮水下地形的測量其最大的特點就是在獲取水下地形點的高程時并不需要具體的水位數(shù)據(jù)，一般主要是直接采用RTK技術(shù)來測得具體的高程值以及測深的數(shù)據(jù)繼而求得。測深儀換能器可以不間斷的向水下發(fā)射具體的聲波，可以借助回聲定位的這一原理來測得聲波在水下的傳播時間，繼而可以得到相應的位置水深值，通過測量軟件的處理，對于水下地形的特征點以及高程可以有效地獲取。

2.2 RTK 水深測量技術(shù)

該技術(shù)需要從測前準備、外業(yè)數(shù)據(jù)的采集兩個方面來展開具體的分析。其一，測前準備。對轉(zhuǎn)換參數(shù)進行求解。對于測量區(qū)域周邊的控制點的各種信息進行收集，確保所控制的區(qū)域能夠得到顯著有效的覆蓋，結(jié)合收集到的控制點的實際坐標，從而來對參數(shù)進行求解。然后調(diào)入計劃測線，主要是將事前已經(jīng)設計好的測線導入到測深儀的主機之中。其二，就是針對外業(yè)數(shù)據(jù)的采集步驟。首先需要將換能器在船舷邊上進行垂直固定，對于換能器的吃水深度以及水面到天線的距離進行精確測量。再把GPS的接收機、測深儀以及換能器等設備更好地連接好之后，將電源打開。測深儀對于測量的數(shù)據(jù)進行實施記錄。在對數(shù)據(jù)進行記錄之前，可以利用測深桿測得的水深數(shù)據(jù)和測深儀測得的水深數(shù)據(jù)加以對比分析，繼而可以指揮測量船開往測量區(qū)域去實施水深測量工作[3]。

3 提高航道工程水深測量精度的措施探究

3.1 對于測量儀器自身存在的系統(tǒng)誤差應盡量消除

測量過程中應當選擇精度能夠滿足基本要求同時還能經(jīng)過相關(guān)的計量部門進行檢定后屬于合格的設備和儀器。為了確保測量技術(shù)的定位以及高程測量的精確度，需要保證進行測量的區(qū)域周圍最少應當要有三個已知的高等級的測量地點，而且待測定的區(qū)域應當在這些點連接的范圍之內(nèi)，并且應當控制基準站以及移動站之間的作業(yè)距離，通常而言，不應大于5km。實施每日的測量作業(yè)時，需要對水深進行對比測量，對測深儀器進行校驗時可以采用檢查板法，進行每天測量之前需要將人工觀測的水位與測量的水位進行對比，分析其是否具有可靠性。

3.2 針對測深儀換能器桿的安裝必須要確保其是豎直安裝的

結(jié)合上面的論述可以得出，如果在航道工程水深測量過程中，測深桿的傾斜度一旦超過了10度，那么這就會對測量的結(jié)果產(chǎn)生非常大的影響。所以要想有效地確保測深桿能夠處于豎直向下的狀態(tài)，在水深測量中可以采用垂球標定的方法，從而實現(xiàn)對測深桿角度的調(diào)整。因為在航道工程的水深測量工作中，因為在行進的過程中，船會出現(xiàn)抬頭的狀況，因此標定工作需要要在船處于勻速行駛的狀態(tài)中進行，然后對測深桿的角度進行調(diào)整，這樣可以有效地保證船在航線測量的過程中，其測深桿的狀態(tài)一直是處于豎直向下的狀態(tài)中。一般操作過程中，主要是在每天的上午和下午進行測量之前各標定一次，避免因為測深桿拉線松動繼而導致測深桿發(fā)生傾斜的情況。一般而言，水深測量需要在風浪情況相對較小的狀態(tài)之下進行。

3.3 可以將測深延遲效應產(chǎn)生的影響加以消除

現(xiàn)如今，在航道工程中，使用的測量導航軟件基本都具有的功能是實時改正，然而這就需要用戶在進行測量作業(yè)之前就必須進行要對其必要性進行相關(guān)的測試，在一定航速之下兩者之間存在的時間關(guān)系準確計算出，同時可以在后續(xù)的水深測量工作中盡可能地確保測量的船速以及測定的船速是一致的，最終對于這一部分的誤差可以有效地減少。

4 結(jié)語

總而言之，航道工程水深測量中，水深測量技術(shù)的使用對于人員和測量工作的配備、成本的節(jié)約以及經(jīng)濟效益的提升均具有極大的現(xiàn)實意義，因此水深測量技術(shù)值得廣泛加以推廣。