疏浚工程定位测量技术应用浅谈

2016-07-15杨新疆王云涛

大科技 2016年30期

关键词：卫星定位误差

杨新疆王云涛

（中交天津港航勘察设计研究院有限公司天津市塘沽区300450）

疏浚工程定位测量技术应用浅谈

杨新疆王云涛

（中交天津港航勘察设计研究院有限公司天津市塘沽区300450）

随着现代科学的不断飞跃进步，定位测量技术也得到了迅速的发展，定位测量的相关技术也在疏浚工程中得到了广泛的运用。通过其效能的发挥，也使疏浚工程的施工效果更为高效、优质，因此，本文从定位测量技术的相关内容出发，对疏浚工程中定位测量技术的具体应用方法进行探究具有重要的意义。

疏浚工程；定位测量技术；应用分析；GPS

全球定位测量系统可以简要地分为使用者的接收机部分、地面部分及太空卫星部分等3方面内容，而该项定位测量技术在各项工程中的应用也具有极强实际功效。因此，本文对疏浚工程中定位测量技术的应用所作的分析也有了十分深刻的现实意义。

1 定位测量技术的相关概述

1.1 定位测量技术的含义与发展

定位测量技术指的是通过卫星定位的设计与实施来完成卫星定位数据的处理等任务，此类方式被统称为定位技术[1]。在过去传统的定位过程中，通常采用交汇法、导标法、极坐标法等方式实现在岸上或水上的定位。此种方法存在的缺陷主要有精确度不高、实施条件苛刻以及在水位较深或是在远离海岸的地方便无法实现等问题。交会法是指利用经纬仪、太平板与六分仪来实现前方或后方的交会，这种方法存在的明显劣势就是劳动强度较大、测量的精度不高及人为因素的影响过大，以致于该方法经过使用后不能达到较好效果。经过技术的不断更新，当前的定位测量技术已经发展成为了利用极坐标法的方法。

1.2 定位测量技术的工作原理内容

疏浚工程中运用到的定位测量，需要通过定位测量的相关技术应用才能得以实现，其具体的工作原理主要有以下方面：

（1）定位测量是通过在太空中运行的卫星来实现具体的定位目标，当卫星在运行的过程中，在每个时刻都能够有特定的坐标值，以对某地的坐标展开表示。

（2）使用者再利用接收机，将其接收位置视为一个未知值，对卫星中发射出的已知值进行接收，在卫星对信息的传送过程中，所耗费的时间要与卫星时钟同接收设备内部的时间计算，再利用二者的时间差值同电波的正常传播速度相乘，便可得出太空中的卫星同接受者之间的距离。

（3）技术人员再根据三角向量的关系列出与之相关的方程式，当接收到一颗卫星信息时便可以列出一个方程式，以此类推。当接收到3颗卫星时便可以直接计算出地面的平面坐标值，在此基础上，接受到更多颗数的卫星便能够使计算结果变得更加精确。通常情况下有5颗以上的卫星接受量便能够实现极好的准度要求。当然，这种讯号的接受是具有即时性的，因而每一个时刻的数据坐标都应当是最新的，在实际坐标位置的计算时才能保证位置的精确。

2 疏浚工程中定位测量技术的具体应用

2.1 GPS在疏浚工程中的定位

极坐标的方法是指利用测距仪与全站仪与经纬仪相互配合，展开极坐标的放样。该方法因为测距与测角的精度位置更高，因而对于人为因素的影响也能够大大得到消减。此外，GPS还具有自动化程度高、精度高、全天候的优点，其操作步骤也相对来说也较为简单，可以分为以下环节。

选择好基准站，这种基准站的设置应当选择设立在能够对整个施工项目进行覆盖的工作区域中，并且要使误差数达到最小，因此在布设之初便要对基准站进行GPS的静态测量，通过对建立基站的坐标测量后并将基准站设置在该点的位置上[2]。当基站设立完成后，工作人员还要对从移动站至施工区域最远一点的位置坐标进行测量，这种测试要尽可能的精确，通过测量的结果来表明在各个工程区域内部所接受到的卫星信号都符合预先设计的定位规范。值得注意的是，GPS定位在一定的条件下也会存在误差，这种误差集中体现在3个方面。

（1）每一位用户能够接受到的信息是接收机共有的内容，例如，星历误差、卫星钟的误差、对流层的误差、电离层的误差等，而利用差分的技术则可以将此类误差进行消除。

（2）每位用户在接受到定位讯号时也具有一些误差性的内容，例如通道的延迟、内部噪声情况、多径效应等都成为其固定的误差内容，而且这部分的误差也通常具有难以消除性，只能够通过技术的不断发展与接收机不断提高自身的性能、技术指标的方式，逐步实现提高精确度的目标。

（3）GPS的定位测量不能直接通过用户测量的方式或者是利用校正模型的方式来完成计算，在传播的过程中也容易出现传播的延迟误差等。这种误差情况同样也可以利用差分技术以达到消除大部分误差情况的目的。

2.2 完成定位测量同疏浚工程的连接工作

这一环节是将定位技术同疏浚工作相互配合起来，简单来说就是在疏浚船上建立好移动站点，并且将GPS天线等设备布设在适合使用船舷边上，这里的船只可以进行适当的改装，比如利用吊机进行开挖。在设置过程中，要坚持确定出船的正确方位与平面位置，技术人员可以利用一台或两台GPS仪器与电子罗盘设备以完成定向工作；紧接着定位的技术人员要打开电脑中的定位软件，将施工工程范围内部的坐标与断面线的都在软件中描绘出来，然后点击GPS的定位点进行测量，在此过程中GPS的定位位置、断面线情况以及施工内容都可以在电脑屏幕上得到清晰的显示。施工人员可以据此完成指挥疏浚船只定点到断面的任务，利用另外的GPS或电子罗盘等设备，对船舶的行进方向进行确定，由此便可以完成定位系统同疏浚船的相互配合工作，疏浚船只也可以在预先计划好的断面上完成施工工作。

2.3 在疏浚工程中的扫床工作

当航道在完成疏浚工程后需要及时进行扫床验收工作，但是传统的定位方式通常具有定位精确度不高的问题，因而也比较难以见到扫床的轨迹，从而很难实现整个航道的覆盖工作，而利用GPS定位则能够对工程的质量做到有所保证[3]。其具体操作方法为：在船上安置好扫床的机器，并且在扫床架的中心位置上安置好GPS天线，然后通过电脑上画出的航道边线。扫床时所产生的扫床轨迹与轨迹密度都能够得到观测，并且也能够使扫床工作覆盖到整个航道。

2.4 疏浚工程测量工作的完成

当疏浚工程完成时应当对竣工图展开测量，通过对GPS动态差分的定位，并且利用回声测深的仪器进行辅助测量便能够对竣工图实现准确的测量。其具体的完成方法是首先利用定位系统展开实施的差分定位，然后测出精确的三维坐标，将其测得的坐标数据通过电缆的方式传输到电脑中；紧接着回声测深仪再测出定点位置的水深，并且将水深的数据也要及时传送到电脑中；然后电脑再将所接收到的数据内容存储到硬盘上，利用GPS的定位软件便可以按照时间或距离要求完成测点之间的间隔设定[4]。需要特别注意的是，此时的GPS天线需要被布设在换能器的上方位置，这样才能同时保持水深点与位置点的高度统一。