“CORS+测深仪”在河道横断面测量中的应用

李国洋 张林波

（江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西 赣州 341000）

传统的测量方法是利用全站仪等仪器获得水下地形点的平面坐标，利用测深杆和回声测深仪等方法获得该点的水深数据，然后推算相应位置的水下高程，从而确定一点的三维坐标［1］。实践证明，将“CORS+测深仪”结合使用，保证了测量数据精确性的同时还提高了作业效率。本文首先论述了CORS 结合测深仪水下地形测量基本原理，然后结合工程实例，从前期准备工作、外业数据采集、内业数据整理阐述了其作业步骤，最后就影响测量精确度的因素进行简要阐述，以供类似工程参考。

1 基本原理

“CORS+测深仪”测量水下地形的基本原理为：在测深水下定位点的坐标与高程时，为了确保在测量过程中CORS 测量的点位与测深仪测量的水下点位在同一铅垂线上，可将CORS流动站接收天线直接安装在测深仪换能器的正上方，CORS用来测量换能器底部坐标、高程，测深仪测量水下定位点的水深［2］。如图1所示，

水下定位点的高程计算公式为：

图1 水下定位点高程计算示意图

H＝H1-H2

其中，H表示水下定位点的高程；H1为换能器底部的高程；H2为换能器至水下定位点的水深。测量中，将GPS测量的高程减去测深仪测量的水深即为水下定位点的高程，换能器的平面坐标即为水下定位点的平面坐标。

2 作业步骤

2.1 设备选择

中海达CORS 手簿，GPS 接收机，南方SDE-28 测深仪，40m 尼龙绳（根据实际情况确定），船只以及纸笔等。

2.2 数据采集

2.2.1 测深仪校正

连接好仪器，并设置好测深仪参数后，选取一个已知水深度的定位点进行测量，不断更改声速值的大小，直到测深仪显示的水深度非常接近实际水深，此时测深仪设定的声速，即为当地当时的声速。

然后按照这个声速参数，选取若干个已知水深度的定位点，对比测量值与实际值的大小，进行校正。

2.2.2 水下数据采集

将CORS 流动站接收天线直接安装在测深仪换能器的正上方，然后将换能器固定在小船上；在河道两旁分别打下两个木桩（两木桩连线垂直于河道），将准备好的尼龙绳（每隔5m 打一个绳结）固定在木桩上；沿河道每隔20m重复以上操作。

缓慢地沿尼龙绳划动小船（确保小船沿垂直于河道的航线行驶），小船每行至一个绳结处，待GPS 接收机信号固定，记录下此时的坐标及高程，同时记录下测深仪显示的示数。每条尼龙绳确定的航线记录8个点的坐标及高程数据。然后将尼龙绳固定在下一处木桩处，重复以上操作。

2.2.3 河道两岸的数据采集

在河道两岸比较空旷段的断面，利用CORS碎部测量的点模式进行测量。河道岸边的防护林带和其他信号不好的区域，可以用全站仪辅助测量。总体说来，在本次的河道断面测量过程中，以CORS 测量为主，全站仪为辅。外业数据采集后，再进行内业的数据整理工作。

3 工程实例

该工程是2014年12月在江西省赣州市龙南县桃江窑头村上游1km 区域所进行的河道横断面测量，外业数据采集完成后，结合手工记录数据导入电脑，转化为文本文件，部分数据如表1所示，将上述文件的水面高程减去实际水深即得到实际水下地形的高程数据，从而获得水下地形点的三维坐标，最后将数据导入“南方CASS 成图系统”软件，即可绘制河道横断面的等深线。

表1 部分数据的文本文件

4 结语

应用“CORS+测深仪”进行河道横断面测量，我们取得了一些经验。具体分享如下：

①通过二者的结合使用，能够实现实时的、不间断的外业采集工作。

②操作简捷，准确性高，能够大幅度提高野外作业的效率。

③数据量较多，及时记录、备份、处理相当重要。

④正式作业前需要将CORS 直接测定水面高程数据与船上的测深仪所测数据加上水下高程进行比对检查，尽可能地减少影响CORS高程可靠性的几率。

⑤作业时要尽量选择微风或无风天气，测深仪采样速度与船速要匹配。

⑥船在作业过程中要经常检查换能器吃水深度，以免水位过低，损坏换能器。

综上所述，将“CORS+测深仪”应用于水下地形测量，不仅简单、快捷，而且作业效率高，还能保证测量的精确度，目前在各大水库、河流、航道等水域的水下地形测量中得到了广泛的应用。但由于各个地区对水下地形测量的标准和要求均有所不同，本文是本人的个人经验，仅以此为类似工程提供参考。

［1］卢吉锋，冯雪巍，徐伟.GPS-RTK技术配合数字测深仪进行水下地形测量方法的应用［J］.河北工程技术高等专科学校学报，2013（02）：42-44.

［2］刘伟倬.GPS-RTK浅谈GPS结合回声测深仪在水下地形测量中的应用［J］.城市建筑，2013（10）：251.