航道工程测量技术应用研究 邓远平

航道工程测量技术应用研究邓远平

发表时间：2018-05-18T14:00:49.407Z 来源：《防护工程》2018年第1期作者：邓远平[导读] 为了进一步满足水路交通工程的设计、规划、施工以及竣工验收与船舶平稳航行的要求，务必加强对现有航道工程的常规性测量工作。

广东省粤东航道事务中心汕头航标与测绘所 515000

摘要：随着测量技术的发展进步，在我国航道工程测量水平得到了相应提高，测量现代化程度与日俱增。文章通过回顾我国航道工程数字化测量技术应用的历程，GPS等先进的测量仪器设备在航道养护中得到了广泛的推广和使用，对航道工程测量技术的发展趋势进行了展望，客观分析了当前数字化测量技术应用与发展中存在的相关问题。

关键词：航道工程；测量技术；应用

从我国交通运输的发展历史来看，水路交通占据了最为重要的的位置。近年来，我国水路交通事业欣欣向荣，作为水路交通硬件设施的航道工程势必出现崭新的发展机遇。为了进一步满足水路交通工程的设计、规划、施工以及竣工验收与船舶平稳航行的要求，务必加强对现有航道工程的常规性测量工作。

1、数字化测量技术的应用研究

上个世纪末，全新的便携式个人计算机（或称PC机）在测量技术方面的应用，使得人们可以将以往仅局限在室内制图的软件带到野外，它不仅能够实现数据记载、各种计算，并且能够瞬时呈现草图。通过便携式个人计算机作为主导平台，配备平板型野外测量绘图系统，借助和功能完备的全站仪进行联机，形成具备便携式流动型功能的大比例尺（即大于1：10000）图形工作站电脑制图系统的全新研发成果。假如在全站仪上配置自动语音应答设备以及跟踪系统，并应用到智能自动化测地机器人中，其发展潜力非常大。另外，对于电脑制图系统中专业软件的研发也出现了高水准的研发热潮，比如建立DEM，其符号的描制与配备布置、设计以及转换编码等在运算方法，数据信息的结构方面呈现了丰富的研究成果，而且研究单一数据产生多种比例尺的地形图的工作即将启动，这表明电脑制图系统逐步成熟并推广普及的时期即将到来。在航道工程中，通常运用大比例尺对航道的水深进行测量。当在洪水季节从事水深测量工作时，由于受到高水位的趸船、停靠港口的船舶以及其余各类水工建筑物对能见度的影响，时常会产生前方交会以及极坐标方法无法确立的盲区。随着全球定位系统技术的日益普及，人们可以采用动态差分的全球定位系统技术对水深进行测量的水平定位。

2、GPS技术在航道测量工程中的应用

2.1建立区域GPS控制网

航道测量工作人员应根据测量工作要求与实际情况合理布设GPS控制网点，以此确保GPS控制网点均匀分布于整个测区。对GPS中实时动态与实时差分等测量技术有充分了解，并能够在后续的测绘工作中熟练使用。GPS控制网点之间的密度确定方式应是按照实时动态与实时差分测量技术所使用的GPS接收机的作用半径进行确定，且GPS控制网点之间的密度大约为7.5千米。为了计算出GPS控制网点在地面的精确坐标，应考虑在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，以此为转换坐标提供方便和保障。GPS控制网点的精度要求决定着布网形式、接收机类型、观测时段和观测时间等。

2.2数据观测与处理

（1）收集数据、传输。在实际进行航道测量时，首先应架设相关仪器设备，通常我们选择位置在已知的平高点和GPS控制网点处，仪器设备架设完成后正式进行数据收集。在收集数据过程中还应按照相关规范要求设置GPS接收机数量并确定观测时限。同时还应做好观测记录并确保记录是详细、清楚、完整的。此外，数据收集完成后应利用读卡器或者相关软件将数据传输至计算机中。

（2）解算基线。利用相关软件解算基线，并对基线闭合差报告进行严格仔细的检查，一旦发现基线存在超限情况必须及时处理观测数据，只有确保基线闭合差报告经检查合格才能进行后面的工作。

（3）平差。平差所采用的方法为三维无约束平差，平差所需的起算依据应利用软件自动选取，而后根据控制网点坐标、基线向和精度信息等计算输出成果。平差结束后应做好平差报告，同时对平差报告进行仔细检查，一旦发现有粗差情况应在平差时利用软件及时进行剔除。通过无约束平差我们能够得出可靠观测量与已知点坐标、高程等信息，而后再利用三维无约束平差将各点坐标进行转换，这时计算出的输出成果能够为各点坐标转换提供依据。

2.3水下地形测量

岸边地形测量与水下地形测量都是分别进行的，在完成各自任务后需要在测绘软件内合并生成航道测量的成果文件。对水下地形测量一般采用的模式是“RTK+测深仪”。当测深仪的换能器在水中发出声波，声波遇到障碍物而反射回到换能器，根据声波往返的时间及传播的速度，可以求得障碍物与测深仪之间的距离。因此，与岸边地形测量类似，水下地形施测首先要设置基准站，并将基准站架设于所布设的GPS控制网的静态控制点上，输入该点坐标，在设置好发射频率后发射信号；其次将流动站安装到已固定在船上的换能器位置，同步测定水深以及定位，并将相关数据记录存储；运用成图软件将移动站采集的水深数据及定位数据进行后处理并绘画成图。

3、相关数字化测量技术的问题研究

3.1 地理信息系统地形图的数据库难题

测量地形图在航道工程施工过程中起到关键性的作用。对于现有地形图进行数字化处理是数字化的测量技术中常常采取的一种技术方法。而体现该方法的设备就是数字化仪，其分为跟踪数字化仪与扫描数字化仪等。地形图利用跟踪数字化仪输进往往是影响成图速度与精度的关键因素，虽然人们利用各种手段确保数据的精度，但是仍然无法改变其速度较慢、工作强度较大等实质性的难题。所以，我国很多专家通过研发扫描数字化仪来加以解决。由于目前尚无统一的规范标准，所以数字化地形图的格式五花八门。将来测量成果的输出终将会使用软盘来取代现有的图件，为确保数据信息的适用性，实行统一规范的数据格式就显得迫在眉睫。

3.2航道工程的测量数字化相关软件的技术难题

当前，在大比例尺电脑绘图系统的软件研发需要构建在有相应数量的硬件设施上。因为受到各种因素的制约，各个单位的硬件设施都不一样。根据设施配置的特定性，通常其研发的针对性非常强，需要按照相应标准规范，按照硬件自身以及所处行业的特色与习惯。另外，由于测量市场的竞争日益激烈，造成软件研发成了技术封锁的重点领域，这就导致应用型软件的面非常单一以及起点较低、重复性研发现象严重，从科技转变为生产力的水平非常低，浪费了数额有限的研发经费。