水深测量技术在航道工程中的简单应用

张洋

大连港湾工程有限公司 辽宁大连 160000

在航道工程水深测量作业中，使用现代化的水深测量技术，能够同步对水位数据进行收集和采集，最终可以实现无验潮的方式来完成对水深的测量，其测量的精度则更加的可靠，在实际的航道工程中有着十分广泛的应用。

1 航道工程水深测量误差产生的原因分析

1.1 水深测量中测深和定位仪器本身产生的系统性误差

在水深测量中，数字化的测量精度非常容易受到信号的遮挡，因此产生的影响相对比较大，测量过程中特别容易发生超出仪器误差标称值的范围，有的甚至在水深测量过程中无法正常地进行。其与基站的影响，基本与距离形成正比的关系，一般说来，距离如果越远，那么其产生的影响则就越大，一般是在5km的范围之内就能够更好地满足小于或等于1：500水深测量精度的根本要求[1]。

1.2 测深仪换能器杆安装出现偏差造成的误差

因为换能器杆连接了RTK的天线以及换能器，当安装的换能器杆如果出现不够垂直的情况，那么则将形成的偏角最终将造成测深仪测量的水深值产生了系统性的误差。此外，因为RTK天线不垂直从而造成RTK测量得到的高程要比实际测量的数值要偏小一些，因此也就会产生了系统性的误差。

1.3 采样速率以及延迟问题所产生的误差问题

GPS定位输出的更新率会直接影响到瞬时采集的数据的精度及密度，要是定位的设备以及测深设备的数据通讯没有同步一致，那么就会导致测深值出现位移，造成所测量的区域内航道的水底形状发生失真的情况。出现的不同步状况最为主要的表现就是，在软件发送给RTK接收机的定位时刻与发送给测深仪的测深标记时刻不同步，最终因为出现延迟而导致误差情况的出现[2]。

2 航道工程中水深测量技术的要点

2.1 GPS-RTK 水深测量技术

航道工程水深测量也就是对水下地形进行测量需要对水下的地形点的平面坐标和高程进行测定。GPS-RTK也叫实时动态测量定位技术，该种技术的一个显著特点就是方便快捷、全天候、全球性。因此作业过程中，技术人员可以在内河航道的测量过程中采用RTK技术来实施水下地形的测量工作。尤其是无验潮水下地形的测量其最大的特点就是在获取水下地形点的高程时并不需要具体的水位数据，一般主要是直接采用RTK技术来测得具体的高程值以及测深的数据继而求得。测深仪换能器可以不间断的向水下发射具体的声波，可以借助回声定位的这一原理来测得声波在水下的传播时间，继而可以得到相应的位置水深值，通过测量软件的处理，对于水下地形的特征点以及高程可以有效地获取。

2.2 RTK 水深测量技术

该技术需要从测前准备、外业数据的采集两个方面来展开具体的分析。其一，测前准备。对转换参数进行求解。对于测量区域周边的控制点的各种信息进行收集，确保所控制的区域能够得到显著有效的覆盖，结合收集到的控制点的实际坐标，从而来对参数进行求解。然后调入计划测线，主要是将事前已经设计好的测线导入到测深仪的主机之中。其二，就是针对外业数据的采集步骤。首先需要将换能器在船舷边上进行垂直固定，对于换能器的吃水深度以及水面到天线的距离进行精确测量。再把GPS的接收机、测深仪以及换能器等设备更好地连接好之后，将电源打开。测深仪对于测量的数据进行实施记录。在对数据进行记录之前，可以利用测深杆测得的水深数据和测深仪测得的水深数据加以对比分析，继而可以指挥测量船开往测量区域去实施水深测量工作[3]。

3 提高航道工程水深测量精度的措施探究

3.1 对于测量仪器自身存在的系统误差应尽量消除

测量过程中应当选择精度能够满足基本要求同时还能经过相关的计量部门进行检定后属于合格的设备和仪器。为了确保测量技术的定位以及高程测量的精确度，需要保证进行测量的区域周围最少应当要有三个已知的高等级的测量地点，而且待测定的区域应当在这些点连接的范围之内，并且应当控制基准站以及移动站之间的作业距离，通常而言，不应大于5km。实施每日的测量作业时，需要对水深进行对比测量，对测深仪器进行校验时可以采用检查板法，进行每天测量之前需要将人工观测的水位与测量的水位进行对比，分析其是否具有可靠性。

3.2 针对测深仪换能器杆的安装必须要确保其是竖直安装的

结合上面的论述可以得出，如果在航道工程水深测量过程中，测深杆的倾斜度一旦超过了10度，那么这就会对测量的结果产生非常大的影响。所以要想有效地确保测深杆能够处于竖直向下的状态，在水深测量中可以采用垂球标定的方法，从而实现对测深杆角度的调整。因为在航道工程的水深测量工作中，因为在行进的过程中，船会出现抬头的状况，因此标定工作需要要在船处于匀速行驶的状态中进行，然后对测深杆的角度进行调整，这样可以有效地保证船在航线测量的过程中，其测深杆的状态一直是处于竖直向下的状态中。一般操作过程中，主要是在每天的上午和下午进行测量之前各标定一次，避免因为测深杆拉线松动继而导致测深杆发生倾斜的情况。一般而言，水深测量需要在风浪情况相对较小的状态之下进行。

3.3 可以将测深延迟效应产生的影响加以消除

现如今，在航道工程中，使用的测量导航软件基本都具有的功能是实时改正，然而这就需要用户在进行测量作业之前就必须进行要对其必要性进行相关的测试，在一定航速之下两者之间存在的时间关系准确计算出，同时可以在后续的水深测量工作中尽可能地确保测量的船速以及测定的船速是一致的，最终对于这一部分的误差可以有效地减少。

4 结语

总而言之，航道工程水深测量中，水深测量技术的使用对于人员和测量工作的配备、成本的节约以及经济效益的提升均具有极大的现实意义，因此水深测量技术值得广泛加以推广。