关于水下地形测量技术探讨

关于水下地形测量技术探讨
1、简述水下地形测量的相关概念
在码头、水库以及桥梁、港口等等项目工程建设中，有效地实施水下地形测量是十分必要的，其重要性不容忽视，尤其是其在防洪减灾应用中能够获取十分巨大社会经济效益。

水下地形测量可谓是现今较为重要的一种工程建设技术。

传统意义上的水下地形测量主要指的是通过经纬仪设备的合理使用，历经前方交会后实现相关地形点数据的有效获取，现如今，伴随着现代化GPS技术的快速普及运用，使得水下地形测量技术发生质的飞跃，并逐渐步入较为成熟的阶段，其测量模式定型为“GPS+计算机+测深仪”。

一般来说，水下地形测量涵盖有定位以及测深两个方面的内容。

具体来说，现今常见的几种水上定位手段包括无线电定位、卫星定位、光学仪器定位、水声定位以及组合定位。

针对具体的平面位置实施控制的基础在于陆地上已经存在的国家级别控制点，卫星定位若是运用差分形式，则岸台建议使用已知的控制点，力求实现坐标系统的一致统一。

在水上实施定位的同时针对水深进行测量可谓实现水下地形有效确定的关键内容。

回声测深仪是一种主要的水深度测量工具，在使用水声换能器的基础上朝向下方垂直地进行声波发射，同时进行来自于水底的回波的有效接收，依据声音速度以及具体的回波时间将被测点的水深情况确定下来，而后参考水深的实际变化情况充分了解水下地形的相关概况。

2、水下地形测量技术应用
2.1进行测量设备的合理选择
通常而言，相较于单频接收机来说，双频GPS接收机能够实施精确度较高且十分快速可靠的结算，在水下地形测量中能够获得更为理想的应用效果。

譬如说南方公司的灵锐$80 、瑞士的Leica1200以及美国的Trimble5800等等。

仪器自身固有的误差、水温情况、水深度
以及盐度等等相关因素均会导致测深仪精度受到影响，其中所形成的主要误差来自于深度比例误差，所以说在进行设备仪器的合理选择时需尽可能选择灵敏度相对较高且量程较大的测深仪仪器。

为针对所获取的数据展开实时记录则需进行计算机设备的有效配置，充分考虑容易携带这一因素，建议选择小而轻巧的掌上电脑设备PDA，且在计算机上需进行相关软件安装，并使用数据线将测深仪跟GPS连接在一起，实现对GPS以及测深数据的及时记录。

实施水下地形测量当然离不开船只，出于对相关作业性质的充分考虑，建议选取较大重量的机动船，这主要是因为其在航行时能够保持较大稳定性，并让GPS跟中杆与测深仪换能器的连接线时刻保持垂直状态，尽可能降低因为船体倾斜而造成的误差情况出现。

在海上位置进行水下地形测量的时候，海浪常处于较大状态，一般性质的船只则难以实现平稳航行，为此需选择使用相对较为专业的测量船，船上安放的船载仪器能够针对船体各个方向上倾斜角度展开实时记录。

2.2进行仪表参数的合理设置
在实施测量以前需认真进行仪器参数设置工作，对于GPS来说，除应设施流动站以及参考占之外，需保障PDA通信和流动站之间的端口时刻保持打开状态，同时实施历元输出速率设置，通常是0.1秒。

就测深仪而言，应该将声速以及所需吃水的深度。

恰当的量程档位等等信息输入进去，具体来说，能够直接将出水深度量取出来，伴随着海水盐度、稳定以及压强的不断变化使得声波在水中传播的速度处于动态变化过程中，在实际的海洋环境中，声速随着海水盐度、稳定以及压强的增大而增大。

在常温条件下，与海水相关的典型的声速值是每秒1500米，与淡水相关的典型声速值为每秒1450米。

因此，在开始使用回声测试仪以前，需结合相应水域实际的物理特征情况校正仪器声速值。

对于PDA计算机设备来说，各类型数据处理软件进行设置时所使用的参数也是各不相同的。

首先需要做的是正确设置各个通信端口，涵盖有字节长度以及波特率等等通信參数，而后择取较为正确的坐标
系等等，然后针对水面到GPS天线距离以及记录数据的间距等等相关参数进行设置。

2.3进行数据的仔细检核
为确保所得的测量结果具备有较高的可靠性，则需在进行测量前后针对测深仪跟GPS相关的数据展开详细检查。

具体来说，对于GPS 而言，能够运用流动站测量已知点，并将其跟已知坐标进行比较，若能够充分满足具体的精度要求就可以了；就测深仪来说，应该在现场采用测绳实现对水深度的合理量取，而后就其跟测深仪面板所显示出的深度情况进行比较。

除此以外，需针对各个时段相同水域反复实施测量，并跟周围测点位置的高程进行比较，若是不存在有较大差别，则表明在实际测量过程中测深仪能够时刻保持较高的测量精度，且该时期的测量作业工作能够实现正常运行，未发生任何意外情况。

在检核时也能够采用常规方法来进行，譬如说使用全站仪，将该仪器架设于岸边位置，司尺员乘坐船只在水中相应位置立起镜干，若杆高难以达标则能够使用测绳进行辅助。

成图以后跟周围的高程实施比较则可。

检核数据的时候一般会将各种手段有效地结合在一起，使得测量所得出的相关数据具备有较高的准确性，实现测量所得结果可靠程度的合理增强。

2.4相关注意事项
在船航行的进程当中，水深通常能够均匀地发生改变，一旦测深仪出现较大的起伏情况，则需实时及时地展开检查问题出处。

譬如说在水草丛生的水域范围内容易导致测深仪探头被垃圾或者是水草所缠绕，此时测深仪显示的数据则较为不稳定，严重时会一直处于闪烁状态，为此则需将此类阻拦物及时清除掉，此外，为充分保障人员安全与设备的可靠性，则需给予实际的水深更多关注，驶入水位较低的区域时需缓慢前行，规避船只出现搁浅情况或者是测深仪探头接触撞到水底的硬物。

在实际的测量中，整个过程都需在水上航行，特别是遭遇较大水域情况，若没有较为明显的参照物，则难以通过肉眼进行行船轨迹的
有效控制，针对该种状况，PDA设备中的数据记录软件能够将船体航行轨迹与位置实时显示出来，为此能偶以此完成行船轨迹控制，在地势变化小、相对平坦的地方，适当放宽测量线路的间距，反之，需加密测量线路。

这有利于使测点均匀布于整个测区，同时在测区地形变化复杂的地区能有足够数据反映水下地形的真实面貌。

在PDA 数据记录软件上，可以显示水面高程、水深、固定解卫星数、平面坐标等即时数据，留意这些数据的变化规律，在出现异常时才能及时发现问题，并采取相应措施。

比如在死水域中，水面高程始终是在某固定值附近变动，若脱离该值则测量过程可能发生了差错，比如GPS 对中杆倾斜或者下滑。

综上可以知道，水下地形测量技术的重要性甚为突显，如今可采用GPS等现代化先进技术实施相应的测量工作，确保所得测量结果拥有较高的精确性、可靠性。