水上测量系统与流速流向的思考

长江万州航道处 隆 华 江学伟 赵 健

一、概述

长江航道水域在规划、建设、管理、养护实际工作中，需要对水面的流速流向进行测量。传统测量流速流向精度为流速＜3.5‰±0.002m/s 流向±5°，内业需要人工对数据处理，手工绘图，内业处理的平均水面流速流向跟踪测量系统的研制时间为18 分钟。该方法测量精度偏低、人员配置多、工作效率低下。为提高流速流向测量精度、减少人力消耗、缩短内业处理时间、提高测量工作效率，确定对水面流速流向跟踪测量系统进行优化，希望在现有船舶测量设备的基础上采用一个集数据采集、数据整理、绘图等功能于一体的测量系统。

二、可行性分析

1、传统方法平均内业处理时长由18.9 分钟，新系统只需要点击几下鼠标即可完成内页处理，5 分钟之内方可出图。

2、传统方法测量时需要至少7 名工作人员互相配合才能完成流速流向图，新方法只需3 人操作电脑即可出图。

三、实施方案

选择水面流速流向跟踪测量系统系统架构方案，水面流速流向跟踪测量系统按工作机制可分为动态系统和静态系统，查阅了国内外流速流向测量的文献，提出以下两种方案，经过以上分析比较，结合航道测量船动态特性，作为系统结构最佳方案。

四、设备及数据库的选择

1、为了提高测量精度，系统需要配备一套差分基站，选用了DGPS 差分基站作为系统定位设备。

2、测量浮标需要放在江水中工作，所以材料必须达到“三防”标准，同时考虑到携带方便等问题，浮标不能过重，还有浮标中要安装太阳能充电板，所以，材料必须透光。经过调研分析，决定采用上部聚合树脂，下部钛合金作为浮标浮体材料。

3、测量浮标内装有内置蓄电池，电池对浮标内的电子设备供电，采用重量轻、体积小 缺锂电池作为测量浮标的电源。

4、系统数据库的选择

确定采用SQL SERVER2000 作为系统数据库，如图1所示。

五、最佳方案的确定及实施

根据以上一系列的分析试验和对比选择后，确定水面流速流向跟踪测量系统的最佳方案。如图2所示。

图2

实施方案，确定分步进行实施：

1、明确了系统架构，为系统研制提供了依据。选取定位设备

2. 整理了测量控制点的相关资料。

3. 测量精度显著提高。

4、选择合适的数据库编写软件选择SQLSERVER2000数据库选恰当，满足系统软件设计要求。

5、选择了大桥桥区进行流速流向测量试验。取

图3 流速流向图

实施效果：

1、活动前需要7 人合作完成，现在只需要2 人操作即可完成，内业处理出图时间为3 分钟，达到了预期效果。

2、我们对流速流向的精度做了检测，流速精度小于1.5‰±0.002m/s 流向精度误差±3°符合预期效果。

3、测量工作内业处理实际时长为3 分钟，预期为5 分钟。

通过实验，达到并超过了目标值。有效的提高了工作效率。