第三章 水下地形测绘
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心归算到测深中心。
? 主测线与检查线的重合点水深值比对是检查水深测量的主要指标。主、 检点位图上距离1.0mm内的重合深度点，深度不符值限差规定为：在 0～20m为0.4m，20m以上为水深的2％，见表3－3。当超限的点数超过 参加比对点总数的25％，或图幅拼接的点位水深比对超限时应重测。
? 二、技术设计 ? 技术设计首先要确定测区范围，划分图幅和确定测量比例尺，标定免
? 3．测线布设
? 测线布设是水下地形测量技术设计的主要内容之一，测线布 设主要考虑测线间距和测线方向。测线间距是水下地形测量 要求的一项重要指标，测深线的间隔应顾及测区的重要性、 水底地貌特征和水深等因素确定。对单波束测深仪，原则上 主测线间距图上为1cm，平坦水底可以放宽为2cm，见表3－ 4。
? 第三章 水下地形测绘
? 水下地形测绘的目的主要通过水深测量方法获取水体覆盖 下的水底地形图，为航运交通、港口码头建设、海洋渔业 捕捞、水产养殖、水利设施建设、路桥建设、海洋资源开 发、海底管道电缆铺设、国防军事、海洋划界等提供基础 数据和图件。
? 水下地形测量与陆地地形测量所采用的控制测量方法是相 同的，不同的是由于水体的覆盖，水下地形是看不见的， 不能像陆地地形测量可以选择地形特征点进行测绘。因此， 只能采取在测区均匀布设测线和测点的方式测量。水深测 量的主要设备是测深声呐，即回声测深仪（简称测深仪）， 在一些水草茂密或测深声呐无法工作等特殊区域，偶尔也 采用测深锤或者测深杆。现在，与陆地地形测量一样，水 深测量的定位也主要采用GPS技术，一些传统的导航定位技 术如六分仪、无线电定位系统等已逐渐被淘汰。
? §3－1 精度要求与技术设计
? 一、精度要求
? 水深测量的精度主要由测点的测深精度和定位精度决定，其精度必须满 足相应的国家标准、行业标准或特定测量项目的精度要求。国际上权威 的测深精度标准是国际海道测量组织（IHO）制定的国际海道测量标准。 在我国，水深测量的国家标准主要是《海道测量规范》、《海洋工程地 形测量规范》，行业标准有《水运工程测量规范》等，这些技术标准对 平面和高程控制测量的精度要求与陆地测量的要求基本相同，对测深精 度的规定一般与IHO的要求一致。表3－1为1999年版国家标准《海道测量 规范》规定的深度测量极限误差。对定位精度的要求，通常是根据测图 比例尺和项目的特定要求来规定，尽管存在一些细微的差别，但对测深 定位精度的要求基本应满足表3－2的规定。定位中心应尽量与测深中心保 持一致，当二者之间的水平距离超过定位精度要求的1/2时，应将定位中
测范围或确定不同比例尺图幅之间的具体分界线，明确实施测量工作 中的重要技术保证措施，编写项目设计书和绘制有关附图。 ? 1．实地勘察 ? 2．制定技术设计书 ? 通过实地勘察，对初步设计进行修改，制定技术设计书。技术设计书 由技术说明书、控制测量、水深测量和岸线地形测量设计图及有关附 图和附表组成。 ? 技术说明书的内容为：任务的来源、性质、技术要求，测区的自然地 理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况；各施测控制点 的等级、标石及造埋数量，水深测量图幅、测深面积及障碍物的大致 分布情况；作业所需的各种主要仪器、器材、船只类型和数量；根据 测区地理气象及技术装备条件，确立不同测区的作业率，计算各种测 量作业的工作量和工作天数以及时间安排；技术人员选定及分工；根 据测区特点和作业技术水平，重点提出适当的作业方法和注意事项， 需要时应做出具体技术指示。
? 技术设计书的图表内容主要包括：控制测量设计图应标出已 知点和待测点的位置、名称和等级；水准测量起点和待测点 名称、联测路线、测量等级等；水深测量设计图应标出测区 范围、测图分幅编号、比例尺、水位观测站名称和位置及附 近重要城镇和道路的名称；海岸地形测量设计图应标明测量 比例尺及实测、修测范围；附表包括技术说明书中各种统计 表格等。
? 一、导航定位系统的组成
? 图3－3导航定位系统组成导航显示器GPS接收机导航软件/计 算机同步定标器测深仪操作员显示终端数据通讯
? 一个典型的水深测量导航定位系统（见图 3－3），包括GPS接 收机、安装有导航定位软件的计算机、导航显示器、操作员使 用的显示终端以及与测深仪连接的数据通讯电缆，有时候，还 需要一个专门的同步定标器。同步定标器的目的是控制测深仪 的定标时间与GPS的定位取样时间保持一致。导航定位软件应 具有数据采集、质量控制以及界面友好的导航定位信息显示等 功能。导航定位信息显示应包括：测线和测量船的位置，导航 信息与数据采集信息，以及供船驾驶的航向和偏航显示等
? 测线布设的方向对采用单波束测深仪或是多波束测深仪是不 同的。原则上，采用单波束测量时，主测线应垂直等深线方 向布设；采用多波束测深仪时，主测线应大致平行与等深线 方向布设。如图3－1所示，图中曲线表示等深线；虚线表示 使用单波束测深仪时，测线与
? 等深线垂直方向布设，测线间距相同；实线表示使用多波 束测深仪时，测线大致平行于等深线方向布设，测线间距 一般是浅水密、深水稀。为了检查测深与定位是否存在系 统误差或粗差，并以此衡量测深测量成果总的精度，需要 布设检查线。检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均 匀，并要求布设在较平坦处，能普遍检查主测深线。图3－1 测线布设示意图。检查线一般应占主测线总长5％～10％。
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图3－1 测线布设示意图。
? §3－2 导航定位
? 在进行水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶， 并且按照规定的时间或距离获取水深值和该水深值的平面位置。 在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如 断面索量距法、六分仪、交会法、极坐标法、微波测距系统和 无线电定位系统等。目前，全球卫星定位系统（GPS）几乎完 全取代了这些传统的定位方法，成为水下地形测量工作中最主 要的定位手段，那些传统的方法在实际工作已经极少使用了。 因此，本节将只介绍GPS导航定位在水下地形测量中的应用。
? 主测线与检查线的重合点水深值比对是检查水深测量的主要指标。主、 检点位图上距离1.0mm内的重合深度点，深度不符值限差规定为：在 0～20m为0.4m，20m以上为水深的2％，见表3－3。当超限的点数超过 参加比对点总数的25％，或图幅拼接的点位水深比对超限时应重测。
? 二、技术设计 ? 技术设计首先要确定测区范围，划分图幅和确定测量比例尺，标定免
? 3．测线布设
? 测线布设是水下地形测量技术设计的主要内容之一，测线布 设主要考虑测线间距和测线方向。测线间距是水下地形测量 要求的一项重要指标，测深线的间隔应顾及测区的重要性、 水底地貌特征和水深等因素确定。对单波束测深仪，原则上 主测线间距图上为1cm，平坦水底可以放宽为2cm，见表3－ 4。
? 第三章 水下地形测绘
? 水下地形测绘的目的主要通过水深测量方法获取水体覆盖 下的水底地形图，为航运交通、港口码头建设、海洋渔业 捕捞、水产养殖、水利设施建设、路桥建设、海洋资源开 发、海底管道电缆铺设、国防军事、海洋划界等提供基础 数据和图件。
? 水下地形测量与陆地地形测量所采用的控制测量方法是相 同的，不同的是由于水体的覆盖，水下地形是看不见的， 不能像陆地地形测量可以选择地形特征点进行测绘。因此， 只能采取在测区均匀布设测线和测点的方式测量。水深测 量的主要设备是测深声呐，即回声测深仪（简称测深仪）， 在一些水草茂密或测深声呐无法工作等特殊区域，偶尔也 采用测深锤或者测深杆。现在，与陆地地形测量一样，水 深测量的定位也主要采用GPS技术，一些传统的导航定位技 术如六分仪、无线电定位系统等已逐渐被淘汰。
? §3－1 精度要求与技术设计
? 一、精度要求
? 水深测量的精度主要由测点的测深精度和定位精度决定，其精度必须满 足相应的国家标准、行业标准或特定测量项目的精度要求。国际上权威 的测深精度标准是国际海道测量组织（IHO）制定的国际海道测量标准。 在我国，水深测量的国家标准主要是《海道测量规范》、《海洋工程地 形测量规范》，行业标准有《水运工程测量规范》等，这些技术标准对 平面和高程控制测量的精度要求与陆地测量的要求基本相同，对测深精 度的规定一般与IHO的要求一致。表3－1为1999年版国家标准《海道测量 规范》规定的深度测量极限误差。对定位精度的要求，通常是根据测图 比例尺和项目的特定要求来规定，尽管存在一些细微的差别，但对测深 定位精度的要求基本应满足表3－2的规定。定位中心应尽量与测深中心保 持一致，当二者之间的水平距离超过定位精度要求的1/2时，应将定位中
测范围或确定不同比例尺图幅之间的具体分界线，明确实施测量工作 中的重要技术保证措施，编写项目设计书和绘制有关附图。 ? 1．实地勘察 ? 2．制定技术设计书 ? 通过实地勘察，对初步设计进行修改，制定技术设计书。技术设计书 由技术说明书、控制测量、水深测量和岸线地形测量设计图及有关附 图和附表组成。 ? 技术说明书的内容为：任务的来源、性质、技术要求，测区的自然地 理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况；各施测控制点 的等级、标石及造埋数量，水深测量图幅、测深面积及障碍物的大致 分布情况；作业所需的各种主要仪器、器材、船只类型和数量；根据 测区地理气象及技术装备条件，确立不同测区的作业率，计算各种测 量作业的工作量和工作天数以及时间安排；技术人员选定及分工；根 据测区特点和作业技术水平，重点提出适当的作业方法和注意事项， 需要时应做出具体技术指示。
? 技术设计书的图表内容主要包括：控制测量设计图应标出已 知点和待测点的位置、名称和等级；水准测量起点和待测点 名称、联测路线、测量等级等；水深测量设计图应标出测区 范围、测图分幅编号、比例尺、水位观测站名称和位置及附 近重要城镇和道路的名称；海岸地形测量设计图应标明测量 比例尺及实测、修测范围；附表包括技术说明书中各种统计 表格等。
? 一、导航定位系统的组成
? 图3－3导航定位系统组成导航显示器GPS接收机导航软件/计 算机同步定标器测深仪操作员显示终端数据通讯
? 一个典型的水深测量导航定位系统（见图 3－3），包括GPS接 收机、安装有导航定位软件的计算机、导航显示器、操作员使 用的显示终端以及与测深仪连接的数据通讯电缆，有时候，还 需要一个专门的同步定标器。同步定标器的目的是控制测深仪 的定标时间与GPS的定位取样时间保持一致。导航定位软件应 具有数据采集、质量控制以及界面友好的导航定位信息显示等 功能。导航定位信息显示应包括：测线和测量船的位置，导航 信息与数据采集信息，以及供船驾驶的航向和偏航显示等
? 测线布设的方向对采用单波束测深仪或是多波束测深仪是不 同的。原则上，采用单波束测量时，主测线应垂直等深线方 向布设；采用多波束测深仪时，主测线应大致平行与等深线 方向布设。如图3－1所示，图中曲线表示等深线；虚线表示 使用单波束测深仪时，测线与
? 等深线垂直方向布设，测线间距相同；实线表示使用多波 束测深仪时，测线大致平行于等深线方向布设，测线间距 一般是浅水密、深水稀。为了检查测深与定位是否存在系 统误差或粗差，并以此衡量测深测量成果总的精度，需要 布设检查线。检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均 匀，并要求布设在较平坦处，能普遍检查主测深线。图3－1 测线布设示意图。检查线一般应占主测线总长5％～10％。
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图3－1 测线布设示意图。
? §3－2 导航定位
? 在进行水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶， 并且按照规定的时间或距离获取水深值和该水深值的平面位置。 在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如 断面索量距法、六分仪、交会法、极坐标法、微波测距系统和 无线电定位系统等。目前，全球卫星定位系统（GPS）几乎完 全取代了这些传统的定位方法，成为水下地形测量工作中最主 要的定位手段，那些传统的方法在实际工作已经极少使用了。 因此，本节将只介绍GPS导航定位在水下地形测量中的应用。