基于GPS技术的航道测量工程建设

林世权+贾磊

摘 要：不同于普通的路面测量，由于受到地理环境、水文条件等因素的影响，航道测量体现出更加复杂、繁琐的特点，复杂的水文条件增加了航道测量的作业难度，近年来，GPS技术引入其中，在航道测量方面发挥了关键而重要的作用，借助GPS这一全球卫星定位系统，使得航道测量更加精准、高效，打造出了高质量的测量产品。文章分析了GPS技术在航道测量中的应用。

关键词：GPS技术；航道测量；工程建设；应用

作为一种卫星定位系统，GPS系统在诸多领域得到了广泛而深入的应用，体现出高精度、高速度、简便、高效率等优势，特别是在海域、河流航道等的测量方面发挥着关键而重要的作用，已经成为航道测量的一种重要方式，航道测量容易受到地形、地质、水文的影响，而且面临着非常复杂的自然环境因素，这些客观因素无疑都为航道测量带来了巨大的困难和挑战，只有使用高精度、高度便捷的测量工具，才能确保测量的精准、客观、真实，GPS技术有效解决了这些问题，从某种程度上来看，GPS技术已经在航道测量工程中得到了全面的发展和应用。

1 航道测量方案

为了创建一个科学的航道测量控制网，就要从多个角度、多种因素进行考虑和分析，需要科学布局控制点，在安全、稳定的前提下，从多个方面、多个角度出发来优选测量方法，GPS这一全球定位系统可以定准两个不同控制点之间的向量，有多重定位模式可供选择，动态定位在精度方面有待提高，这其中需要卫星的监督，因此，测量的便捷度不是很高，不建议使用。

相对于动态定位的静态定位模式，通常需要两台甚至更多的设备，将其装配在一条基线的端点、从而能够对更多的同步卫星进行观测，观测的时间间隔大概在60分钟左右，这属于典型的应用模式，所创设的观测基线可以构建很多的闭合图形，从而更加方便检索核查，全面确保测量结果的精准、可靠。

快速的静态定位模式是在测量区的核心地区构建一个基站，在上面装配一个接收机，这样就能够对所有卫星都进行连续跟踪，在增设一个接收机实行流动设置站点，确保各站都观测几分钟，依靠这一工作模式来测量、核查作业效率与质量，也能够控制能耗。不能再接入接收机，因为这样就不能构造出闭合图形，也会影响测量结果的真实度、精准度。

2 GPS航道测量的流程

航道测量过程中，依靠GPS系统，通常涵盖硬件设备与软件设备，前者通常为GPS卫星信号接收机，探测仪、计算机；后者则涵盖内业和外业软件等等。

2.1 做好测量前的各项准备性措施。首先将需要测量的航道的地图等搜集起来，用线绳将探测仪器进行牢固，必须选择一位航行资历较高、航行经验丰富的船舶驾驶员负责驾驶测量船，因为这样才能为测量提供正确的路线、地图，能够尽量避开危险航道，从而确保航行安全，也能够实时地观测水体、水位变化。

2.2 做好安装调试工作，依照设计规范在测量船中装配探测仪，同时要确保GPS的接收天线能够同探测仪换能器杆中心保持一致，并将这两项设备同计算机进行数据连接，对测量仪器进行科学核查、校对，完成调试，利用计算机中的测探软件把探测仪同GPS进行连接，这样GPS就能够收到各种卫星信号，基站发送的信号等等，经过差分处理能够获得坐标数据信息。

2.3 科学测量航道断面图，在这一过程中，测量船的航行速度要保持适中，而且要确保航速平稳，最好是做匀速运动，这样才能防止由于过度震荡而影响测量的精准度，要参照各种需求对断面的点位间距来科学设置，一旦这些点位间距得以确定，计算机就能够全盘记录，例如：水深数据、点位、外业软件对应测量的断面图，需要利用内业软件等来科学定位、分析水深点，这样才能更加精准地对航道水体深度做出测量。

2.4 在常规测量过程中，计算机能够自行保存很多重要的数据，然而，如果面临高压电线时，信号难免会遭到干扰，特别是当遇到例如港口、码头等障碍物时，就会影响GPS的定位精准度，从而影响测量效果，在整个的测量过程中，需要注意的是必须对所有测量的数据、信息等进行保存与保留，这样才能防止数据的遗漏。

2.5 利用外业软件来科学校对与更新测量数据，从而获得水深点位与航道标志，对这些水深点位、航道标志等利用内业加以处理，通过内业软件来引入航道标识等等，同时参照航迹线中已经做好的标识来科学编辑航迹线，利用软件给出的表示来科学测量出航段的路程，从而找到建筑物的精准方位，再根据外业软件所依托的断面图、现有的水文数据资料等等，来科学核算出不同方位的航道水位，通过测得的水位数据能够获得航道的水深，航道的宽度等等，最后对所测量、计算的各种数据、信息等加以归纳、分析、总结、整理，直到纳入数据库，做好保存记录。

3 航道水下测量的问题

当对航道水下进行测量时，特别是地形、地貌等进行测量时，相对科学的测量手段无非就是GPS测量系统，依托于这一系统，达到对水位的动态跟踪与实时测量，这样才能达到测量的自动化定位、相关水深数据的自动化、智能化、数字化采集，然而，在这一过程中也会有新的挑战、新的工作项目的出现。

3.1 有效提升了测量精度，利用GPS系统也能够达到数据的自动化采集，有效解除了平面定位与水下测量同步定位的困难，对测量精度影响程度最大的无非就是仪器的装配以及水位的更新。具体工作过程中，必须采取科学的方法与策略，尽量选择安全、稳定、灵活度高的船舶支持测量，而且要确保船舶平稳、匀速航行，这样才能预防过度震荡引发的测量失误现象，要预防漏测现象的出现，对各个河段使用彼此呼应的测量模式，特别是礁石更多的地方需要实施设密测量，要参照不同地方水体、水深的动态变化状况来使用最科学的方法来测量。

3.2 积极确保工作效率，因为GPS系统能够对所探测的船舶进行精准的导航，从而确保水深测量更加富于节奏和规律，然而，在现实的工作中，必须根据工作特点选择科学的解决方法，可以事先布置航线，同时确保测量过程中测线间距的均衡，同时，在实际测量时，也需要对航行中的船舶实行定位监控，当出现航迹偏离方向是，必须积极加以修改和更正，防止出现测重、漏测等问题。

4 科学验证测量结果

依托于GPS技术的测量，所获得的结果必须进行积极的校验，可以首先选择多条航道，来进行试验性测量，将测出的结果同大比例的航道图加以对照、对比和分析，经过对比分析要确保最终的误差在5米到10米范围内。

5 结语

以GPS技术为基础的航道测量技术是一项科学、有效的技术，它能够实现对航道工程的全面测量，全面提升了测量的精准度，有效解除了传统测量技术的弊端与不足，同时，能够有效提升测量工作效率，获得良好的测量效果。

参考文献

[1] 杨文志，李英鸽.GPS RTK技术在港口水下工程的应用[J].中国水运（上半月），2010，5.

[2] 刘旭.GPS技术在航道测量工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011.

[3] 孙小彬.GPS技术在航道测量工程中的应用[J].中国新技术新产品，2010.