对内河航道测量中相关要点分析

邓景耀

摘要：文章主要结合笔者的工作经验，阐述了内河航道的特点，从而针对内河航道测量中相关要点进行了详细地分析与研究，旨在为类似的工程提供有利的参考与借鉴。

关键词：内河航道工程平面测量高程测量

中图分类号：U61 文献标识码：A 文章编号：

内陆河流一般流域广，东西跨度大，水域面积等呈狭长带状，整体性较强，但河流变化频繁。内河航速测量当为局部性测量，而内河地形测量常出现回积较小，局部零散，测量区域不确定等因素。因此，如何规范测量技术、单位的设备和人员配置，采取有效的测量方法成为航道测量人员所关注的重要问题。本文主要从以下几个方面论述了内河航道测量中控制要点。

1平面控制测量

由于内河航道测量均为带状地形测量，路线长，所以其控制测量起算点的利用和坐标系的确定较港口工程和近海航道测量工程的技术控制要复杂。

1.1 起算点利用控制

一般要查明起算点的来源、等级、坐标系统、点的密度和测区范围的位置关系。首先起算资料应从正规测绘部门收集，并弄清其密度和测区的关系，其起算点宜覆盖航道的全长并分布在航道的两侧，采用长边做起算基线。其次作好起算点的检测，内河流域国家高等级大地点大部分施测年代和单位不一样，采用的测量手段和方法不一样，其等级和精度也不一致，因此要对起算点进行检测，其方法为：可通视的短边，直接采用电子测距仪测量夹角或距离检验；长距离或不通视点之间的检测可采用GPS 观测数据，进行约束网平差用部分起算点对另外的起算点进行验算，据验算点的坐标值较差、最弱点点位中误差和最弱边相对中误差等主要精度指标来判定哪些起算点的相容性好，以此确定测量项目的起算点。

1.2 坐标系统的确定

航道测量坐标系统宜采用国家统一的坐标系统，便于国土管理，对坐标系的确定应该严密和合理，坐标系统确定方法首先计算测区跨越经度情况，计算测区边缘的投影变形是否满足要求，对不能满足变形要求的需要进行换带计算处理。如某两航道工程，均采用北京54坐标系，按国家标准分带的中央子午线，长度投影变形不能满足规范要求，进行了换带计算处理以满足工程需要，其结果见表1。

表1

1.3 控制网的布设

控制网的布设由于测量仪器的先进和测量工艺的进步，对控制网的图形要求较以前传统的三角测量和导线测量时代要求低，但控制点的布设尽量作到均匀分布，相邻(现行测量手段保证最少1个)点通视。控制点点位的布设在《水运工程测量规范》中没有明确的规定，为了方便使用和保存，控制点布设按设计航道岸线以外的50～200m范围控制为好，同时兼顾对构造物测量的需要。

2 高程控制测量

内河航道高程控制测量由于水准路线长，水网地区基准的数量和已有资料的检验、全线高程的联测必须控制好，同时保证全线的高程系一致。

2.1 基准点利用控制

查明基准点的来源、等级、点的密度和测区范围的位置关系。首先作好基准点的检验，其检验方法是利用部分基准点进行多种方案推算其他基准点，然后根据平差结果的最弱点高程中误差和观测中误差等主要精度指标来判定哪些基准点可利用。

由于有的资料已有新的更新成果或不同的设计阶段可能间隔时间长、高程控制点可能发生了沉降，因此对已有资料的验证是必不可少的，其检测方法可采用RTK测量、三角高程测量、水准测量等方法，发现粗差或超限高差段，再对发现问题测段重新进行水准测量，并进行修正，得到可满足规范的测量成果。

2.2 基准面调查

查明基准点基准面和设计技术要求的高程系的基准面之间的关系，以及与国家基准面的关系，使水文资料有效、正确、能合理使用。

2.3 高程控制网布设

水准点的埋设应设立在历史最高洪水位1m以上，且牢固稳定易保存的地方。根据航道长度、建构造物(桥梁、船闸、服务区)情况确定水准点的密度。

2.4 内河航道高程测量方法

根据施测的高程网精度、使用的仪器的等级，确定高程控制测量施测方案，可采用水准测量，三角高程测量，注意控制好过河高程测量时折光、地球曲率等因素影响、水准仪i角检校、水准尺长度误差改正和正常水准面不平行改正等。采用GPS测量高程时，要控制好 GPS测量的时段长度、仪器高程的测量方法和精度、参加高程拟合控制点的分布和相对精度。特别要注意的是现在许多地区均做了优于厘米级的大地水准面的精化，以此来代替四等水准测量，在使用1cm精度城市似大地水准面和5cm精度省级似大地水准面精化成果时应该加强检验。

3 水深测量

内河航道的整治工程大多为人工开挖，导致工程投资大，水深测量精度直接影响工程投资规模，因此水深测量精度的控制较其他项目要求严格，在测量中不仅要把握好常规测量的技术环节，还应重点控制好以下几点：

3.1 水深断面布设的控制

主断面垂直航道，检查线垂直于主断面线，断面线可采用扇型或S型断面、结合横断面和纵断面测量。为了方便设计较准确概算工程量，其断面间距和测点间距的控制在实际测量中较规范还要严密。

3.2 水位的控制

由于大部分航道有船(水)闸，水位变化直接与开、关闸有关系，这就不能按照常规方法等时观测且内业不能按时间内插处理来改正水位，如运河航道整治工程，此航道设有船闸，受潮汐影响，观测过程中发现开、关闸时，水位变化无规律，其水位的技术控制方法是充分地了解测区水闸情况和开、关闸的时间，在开、关闸时，待水位平稳后，再开始作水深测量。

3.3 水深测量的定位和控制方法

一般采用 GPS定位，采用兼有数字和模拟记录功能测深仪测深，采用专业的导航软件进行实时导航、定位、采集和记录深度数据，实际工作中主要控制的技术要点：一是无验潮水深测量中移动站GPS天线中心高程的求得，其检验方法是用导航软件直接在控制点上比测或用 RTK 控制器手薄采集的与导航软件对GPS实时差分数据解算的三维坐标比较；二是在进行水深测量过程中船体姿态的控制，目前没有好的方法控制或修正运动船体的姿态。对于多波束测深仪在运河航道的测量应用，由于内河的水深一般在几米，其优越性得不到充分的体现。

4 地形测量

内河航道地形测量为带状地形测量，其特点一般为两岸房屋、建构造密集，跨河管线、助航设施和碍航物多、这些对工程设计方案和造价影响大，是测绘专业技术控制的关键。

4.1 陆域地形测量方法

为了加快工程进度，航道工程的陆域地形测量大部分采用航空摄影测量成果，此时必须加强实地地形图的调绘和检测的控制。大多数项目主要采用全站仪和RTK测量，特殊情况下采用前方交会(桥墩的测量) 等方法较方便。如某航道整治工程全线75km，均为实地测绘完成。我们采用的方法是：首先采集控制点的WGS84坐标，具体做法为：基准站的WGS84 坐标直接从手簿中读取，然后将流动站安置于其他3个以上控制点上采集 WGS84坐标。其次采用 RTK 控制器的点校正功能，对测区进行点校正。判断点校正的观测质量方法，一是直接查看观测手簿上的水平残差和垂直残差，二是检验点校正结果，用流动站对另一控制点进行检测来判定点校正质量。采用 RTK进行地形测量时必须控制的技术要点是：参加点校正的控制点应分布均匀、以面状布设；参加点校正的控制点之间的高程相对精度要高；点校正完成后、地形测量前应以其它控制点作为检核，当检核精度满足测图精度时，方可开始正常作业。

4.2 主要测绘内容的控制

测绘工作不仅要测出测区内的地形、地物、地貌，对内河航道工程测绘因有其特别的要求，如导航设施(支航道)和碍航物(桥墩、灯桩、码头、船闸)、跨越航道的管线(地下光、电缆)，悬高(高压线、管线)、服务区、锚地等，直接影响航道的线形和方案的设计，直接牵涉施工工程量。对通航建筑物的测量采用测定高程的方法，避免用净空表示 (因为水位可能经常变化以免误用)。

5 结束语

总之，内河航道测量比一般内河港口测量复杂，对现场测量技术控制系数要求较高，主要表现在基础资料、测量方法、测量仪器和现场的环境，有的工程采用先进的仪器无法提高工效。现场操作应根据规范、测量技术要求、单位的设备和人员配置，制定一套切实可行的测量技术的控制方法，才能使测绘产品质量达到预期的效果。

参考文献

[1] JTJ203—2001，水运工程测量规范[S].

[2] 周建郑.GPS测量定位技术[M].北京：化学工业出版社，2004.