GPS技术在航道测量工程中的应用分析

2015-06-01方芳

中国科技纵横 2015年10期

关键词：航道静态定位

方芳

(池州市港航管理(地方海事)局,安徽池州 247000)

GPS技术在航道测量工程中的应用分析

方芳

(池州市港航管理(地方海事)局,安徽池州 247000)

随着GPS技术的不断发展,其在社会各行各业中发挥的作用越来越重要。将GPS技术应用于我国航运的航道测量工作上便是一个很好的例子。GPS技术因为其强大的系统优势,在航道测量工作中所发挥的作用越来越重要。GPS核心技术在航道测量应用中的不断更新,使得测量工作的时间大大缩短,测量的精度大大提升,在很大程度上促进了航道测量效率的提高,对我国航运事业的发展有着极大的促进作用。

GPS技术航道测量工程应用

航道是我国航运事业的基础，而对于航道的测量工作又是航道能否通行的基础。由此我们便可以看出航道测量对我国航运事业的重要性。在航道测量工作过程中，通航地区多种自然条件和气候条件的影响，给测量人员带来了很大的测量难度，使得最后的测量结果不是很精确。GPS定位系统的应用则解决了这些由于自然和气候因素带来的干扰，降低了航道测量的难度，同时提高了河道测量的精度，从而促进了航道测量工作效率的提高。

1 运用GPS技术的航道测量方案

运用GPS技术进行航道测量控制网的建设之前，需要对测量地区的地形、水文条件等因素进行先期调查，结合测量地的地形进行航道测量方案的选择和制定。基于GPS技术的航道测量方案主要有两种：动态定位和静态定位。动态定位模式由于需要定位使用的卫星数量较多，因而导致其定位的精度较差。因此，将动态定位应用对于航道的测量方案中来并不合适。相对于动态定位来说，静态定位需要调动的卫星数量相对较少，能从测量精度上加以保证，从而使得测得的结果更加的细致准确。

GPS静态定位的实现，一般情况下需要两台或者两台以上设备的共同合作来完成。在进行航道测量之前，要先在测量地设置一条或者多条基线，为了便于检查核实以便提高观测结果的准确性，在观测基线的设置上要能够组成一个闭合的图形，将设备安置在基线的两端的端点上，这样做目的是为了可以同时接受来自五颗以及五颗以上的同步卫星发出的定位数据，监测的时间长度间隔为一小时上下。除了这种方式之外，还有一种更加快速的静态定位方式。快速的静态定位方式是以静态定位方式的基础，在静态定位方式所设定的基线中间选择一个基点，在所选择的基点上放置一部GPS信号接收设备，对于可见卫星所发出的定位数据进行长时间的持续跟踪。另外一部信号接收设备在其他各条基线上进行流动工作。相对于静态定位模式而言，快速静态定位模式的耗能较小。虽然这种模式的信号接收时间间隔只有短短的几几分钟，但是由于两部信号接收器的交叉配合，使得航道测量结果的精度得到了很大提高[1]。

2 基于GPS系统的航道测量过程

进行航道测量时所要用到的GPS软件设备包括外业和内业的软件，硬件设备包括GPS信号接收设备，测深仪器、计算机等。

在测量工作开始之前，应首先要进行测量地航道的相关信息搜集工作，对于测量地的地形、植被等因素进行调查，并且对于航道内的水位应当进行实施地监测。

当一切工作准备完毕之后，再对GPS系统的仪器进行测量之前的调试，将设备仪器安装固定在测量船只上，在固定时要注意GPS信号接收设备的天线始终对准测深仪的换能杆中心，信号接收设备要同测量仪与计算机之间用数据线连接。测深仪和GPS要用电脑上的相关测深软件进行连接，由信号接收设备接收到来自卫星的信号后同基点发射的信号进行差分处理，从而得出实时的坐标信息。对航道的断截面图进行测量时，对于安装着仪器设备的测量船的速度有着严格要求。测量船的速度不能太快，船身尽量保持平稳，避免大幅度摇摆而带来的测算数据的误差。所测航道断面上的点位相互之间的间距要根据实际情况来进行不同设置。所测得的点位和水深数据结果要用计算机进行全面的记录，以防对数据有所遗漏。

由外业软件所测量得到的断面图需要结合计算机上的业内软件对其进行计算分析，从而得出想要的准确数据。在测量过程中，当遇到特殊情况时，比如桥梁码头阻挡等原因使得GPS的接收天线无法靠近所要进行测量的点位时，应当在计算机上对所测的点位进行重点标记记录，并在地图上的相应位置做好标记，同时对于原因做好备注。当测量完毕之后，对外业软件测量的结果进行内业软件处理时，通过软件提供的标尺测量出航段的里程，确定出其中某些建筑物的标准位置，结合业外软件测量的断面图和已有的水文资料，对航道水位的最高位置和最低位置进行计算分析，得出这一航段的水位和河道宽度。当数据都计算处理完毕之后，将所得的相关数据归纳处理之后，保存到电脑中，并及时的做好数据的备份[2]。

3 基于GPS系统对航道的水下测量工作

基于GPS系统的航道测量可以实现水下测量工作的自动化。在测量工作中，要针对影响GPS水下测量工作的结果精度的因素加以重视。在进行水下测量时，能对测量精度产生影响的主要因素有两个：一个是测量仪器的安装，一个是航道水位的改正。测量仪器的安装必须选择性能比较好的船只，在船只航行过程中尽量保持平稳。对于不同的河段要采取不同的测量方式，同时根据各个河段之间不同的水位和水深变化，选用合理方式对水位进行校正。在测量过程中为了防止漏测的情况，在对于航道水域环境复杂的地方要进行加密测量。为了提高测量的工作效率，在进行测量之前，相关工作人员应当对于被测航道进行提前设定[3]。