浅谈水下地形测量技术

浅谈水下地形测量技术

摘要:本文浅谈作者对三亚东、西河及进港航道进行疏浚整治而进行测量的过程的情况。

关键词:GPS 地形测量测量技术

1 工程概况

为了对三亚东、西河及进港航道进行疏浚整治及对该河段进行可行性研究,且为初步设计和施工设计提供可靠依据。测图比例尺为1∶1000,测量范围:东至东河盐田,西到三亚港务局及港航道,南至鱼港路,北至东西河大桥以北150m,采用当地理论深度基准面等。

本测区的范围内,既有交通要道三亚东西大桥,桥上车流量比较大,在东西河两侧,高低不等的大小房子互相交错,河中及码头停泊着密密麻麻的渔船。这给地形测量、水深测量及平面控制带来了很大的困难。

2 平面控制

由于本次测量范围内,既有公路、洼地、山岭,港口码头等复杂的地形地貌,给测量的控制点的选点上带来很大的麻烦。根据测量规范,应选在便于观测和进设标石的位置。因此,本次的控制点一般选在宽大的河堤上或在较高的房子上,或者宽大的人行道边上,既便于架设仪器又便于凿设标志和号点。本次的平面控制属于54坐标系,平面控制的起点为三亚市测绘院提供的HD1和HD2的两个控制点。水平角观

测按I级精度进行,把一台GPS接收机放在位置已精确测定的点上,组成基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号,测得并计算出到卫星的伪距,将伪距和已知的精确距离相比较,求得该点在GPS系统中的伪距测量误差,再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息,以此来修正自身的GPS测量值,从而大大提高其定位精度。

(1)仪器设备:使用南方9600型单频GPS接收机4台。(2)测量方法:GPS点观测采用静态观测模式,数据采样间隔位10s卫星截至高度角为15°,有效卫星个数不少于4颗,观测时段长度为一个小时。(3)数据处理:GPS基线后处理和网平差软件采用南方GPS静态处理软件。GPS点测量时采用世界大地坐标系WGS-84,并在1954年北京坐标系参考椭球体上采用高斯正形投影转换为1954年北京坐标,本次1954年北京坐标的中央子午线为108°。经平差处理,各GPS点的精度满足规范要求。

3 高程控制

由于三亚市测绘院提供的两个控制点的高程为1985国家基准面,根据测绘院提供的三亚港当地理论深度基准面的换算关系为1985国家高程0.377(当地理论深度基准面)。高程控制测量根据测区的实际情况采用四等水准高程控制测量方法进行。四等水准测量。仪器设备使用某测绘仪器厂生产的DS3型自动安平水准仪。本次高程测量,全环路线长度为5km,全程高程闭合差为2.4cm,小于4.4cm的规范要求,

闭合差的平差按各测站的长度占全程线总长的权的比例分配。

4 水位控制

由于测区是内河入海口处,外港及内港存在一定的水位差。因此,在本次测量决定设置两支临时观测水尺,一支安置在内港,一支安置在外港码头西南角,且同时进行观测。在水位观测时,每日观测对时,其误差不大于1min,如超限时拨正,且对时及拨正的情况进行登记。在水深测量时,要求每10mim观测水位一次,每次的水位读数取波峰,波谷读数的中数。且观测值读至厘米。

5 水深测量

首先在河道两岸建立一定密度的控制点,布设一定数量的水位站,要考虑到水位站的控制范围与测深精度、瞬时水位差、水位改正模型之间的关系,水位站的密度必须满足控制范围内内插后的水位精度。具体作业时运用GPS和导航软件对测深船进行定位,并指导测深船在指定测量断面上航行,导航软件或测深系统每隔一个时间段自动记录观测数据。测量数据处理主要包括坐标转换、声速改正、水位改正、时间同步改正、地形图生成等。在水深测量前,先检查平面控制成果,校对基准面与水尺零点的关系。检查测深仪的工作状态是否良好。本

次测量采用国产测深仪——海鹰牌双频回声测深仪。测深时,选择在风浪较小的情况下进行,既测深仪记录纸上波峰与波谷之差不超过0.6m的情况下。由于水下测量是反映水下地形地貌的。因此,为了能够最大限度反映水下的地形状态,主测深线且垂直于等深线的方向或岸线。测深线间的间距根据规范要求在图上测线间距为1.0cm,即在实际上的1∶1000的比例尺应该是10米布设一条测线以满足规范要求。点位的最大间距按规范不大于图上4.0cm,即1∶1000的比例尺的实际间距的40m。其偏差不大于1,的规范要求。测深前测船与水位站进行时间校对,水位观测的测前10min开始,测后10min结束,要把测深仪换能器安装在距测船船长的1/3的船长处,测深仪等各部分安装完毕后进行吃水改正,吃水改正采用静态吃水改正和当测船按测量时行驶的速度行驶的动态吃水改正。水深测量结束后,再对测深仪的换能器的吃水改正进行复检。测深仪测出各水深点水深后,并经过水位改正得出各水深点的水深。

6 地形测量

由于房子高低不等,地形复杂,布置的首控点不能满足地形测量的需要,所以又从首控点推测支导线点作为地形测量的平面控制点。在测量高大建构筑物的位置时,特征点必须是建构筑物的拐角点,这就要求在使用RTK采点时,RTK流动站必须放在紧靠建构筑物的拐角处,这些约束条件就使其不能有效工作。而利用RTK做控制和在一些困

难地区辅助全站仪使用能很好解决这些问题。从效率上考虑,RTK在测量时只需要较少的控制点,也就不需要经常的迁站,无论是人员调配、工作效率上都取得了良好的效果。

7 内业成图

由内业人员利用AutoCAD成图软件对经过调整、检查后的水域地形测量数据进行调入、绘制草图后,由外业技术人员根据外业草图进行检查线精度统计,确定满足规范要求的同时,交由质检相关人员检查,确认无漏测、错误现象后提交内业队进行成果图的编绘。