基于GPS技術的航道測量工程建設

林世權+賈磊

摘 要：不同于普通的路面測量，由于受到地理環(huán)境、水文條件等因素的影響，航道測量體現(xiàn)出更加復雜、繁瑣的特點，復雜的水文條件增加了航道測量的作業(yè)難度，近年來，GPS技術引入其中，在航道測量方面發(fā)揮了關鍵而重要的作用，借助GPS這一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，使得航道測量更加精準、高效，打造出了高質量的測量產(chǎn)品。文章分析了GPS技術在航道測量中的應用。

關鍵詞：GPS技術；航道測量；工程建設；應用

作為一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)在諸多領域得到了廣泛而深入的應用，體現(xiàn)出高精度、高速度、簡便、高效率等優(yōu)勢，特別是在海域、河流航道等的測量方面發(fā)揮著關鍵而重要的作用，已經(jīng)成為航道測量的一種重要方式，航道測量容易受到地形、地質、水文的影響，而且面臨著非常復雜的自然環(huán)境因素，這些客觀因素無疑都為航道測量帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)，只有使用高精度、高度便捷的測量工具，才能確保測量的精準、客觀、真實，GPS技術有效解決了這些問題，從某種程度上來看，GPS技術已經(jīng)在航道測量工程中得到了全面的發(fā)展和應用。

1 航道測量方案

為了創(chuàng)建一個科學的航道測量控制網(wǎng)，就要從多個角度、多種因素進行考慮和分析，需要科學布局控制點，在安全、穩(wěn)定的前提下，從多個方面、多個角度出發(fā)來優(yōu)選測量方法，GPS這一全球定位系統(tǒng)可以定準兩個不同控制點之間的向量，有多重定位模式可供選擇，動態(tài)定位在精度方面有待提高，這其中需要衛(wèi)星的監(jiān)督，因此，測量的便捷度不是很高，不建議使用。

相對于動態(tài)定位的靜態(tài)定位模式，通常需要兩臺甚至更多的設備，將其裝配在一條基線的端點、從而能夠對更多的同步衛(wèi)星進行觀測，觀測的時間間隔大概在60分鐘左右，這屬于典型的應用模式，所創(chuàng)設的觀測基線可以構建很多的閉合圖形，從而更加方便檢索核查，全面確保測量結果的精準、可靠。

快速的靜態(tài)定位模式是在測量區(qū)的核心地區(qū)構建一個基站，在上面裝配一個接收機，這樣就能夠對所有衛(wèi)星都進行連續(xù)跟蹤，在增設一個接收機實行流動設置站點，確保各站都觀測幾分鐘，依靠這一工作模式來測量、核查作業(yè)效率與質量，也能夠控制能耗。不能再接入接收機，因為這樣就不能構造出閉合圖形，也會影響測量結果的真實度、精準度。

2 GPS航道測量的流程

航道測量過程中，依靠GPS系統(tǒng)，通常涵蓋硬件設備與軟件設備，前者通常為GPS衛(wèi)星信號接收機，探測儀、計算機；后者則涵蓋內業(yè)和外業(yè)軟件等等。

2.1 做好測量前的各項準備性措施。首先將需要測量的航道的地圖等搜集起來，用線繩將探測儀器進行牢固，必須選擇一位航行資歷較高、航行經(jīng)驗豐富的船舶駕駛員負責駕駛測量船，因為這樣才能為測量提供正確的路線、地圖，能夠盡量避開危險航道，從而確保航行安全，也能夠實時地觀測水體、水位變化。

2.2 做好安裝調試工作，依照設計規(guī)范在測量船中裝配探測儀，同時要確保GPS的接收天線能夠同探測儀換能器桿中心保持一致，并將這兩項設備同計算機進行數(shù)據(jù)連接，對測量儀器進行科學核查、校對，完成調試，利用計算機中的測探軟件把探測儀同GPS進行連接，這樣GPS就能夠收到各種衛(wèi)星信號，基站發(fā)送的信號等等，經(jīng)過差分處理能夠獲得坐標數(shù)據(jù)信息。

2.3 科學測量航道斷面圖，在這一過程中，測量船的航行速度要保持適中，而且要確保航速平穩(wěn)，最好是做勻速運動，這樣才能防止由于過度震蕩而影響測量的精準度，要參照各種需求對斷面的點位間距來科學設置，一旦這些點位間距得以確定，計算機就能夠全盤記錄，例如：水深數(shù)據(jù)、點位、外業(yè)軟件對應測量的斷面圖，需要利用內業(yè)軟件等來科學定位、分析水深點，這樣才能更加精準地對航道水體深度做出測量。

2.4 在常規(guī)測量過程中，計算機能夠自行保存很多重要的數(shù)據(jù)，然而，如果面臨高壓電線時，信號難免會遭到干擾，特別是當遇到例如港口、碼頭等障礙物時，就會影響GPS的定位精準度，從而影響測量效果，在整個的測量過程中，需要注意的是必須對所有測量的數(shù)據(jù)、信息等進行保存與保留，這樣才能防止數(shù)據(jù)的遺漏。

2.5 利用外業(yè)軟件來科學校對與更新測量數(shù)據(jù)，從而獲得水深點位與航道標志，對這些水深點位、航道標志等利用內業(yè)加以處理，通過內業(yè)軟件來引入航道標識等等，同時參照航跡線中已經(jīng)做好的標識來科學編輯航跡線，利用軟件給出的表示來科學測量出航段的路程，從而找到建筑物的精準方位，再根據(jù)外業(yè)軟件所依托的斷面圖、現(xiàn)有的水文數(shù)據(jù)資料等等，來科學核算出不同方位的航道水位，通過測得的水位數(shù)據(jù)能夠獲得航道的水深，航道的寬度等等，最后對所測量、計算的各種數(shù)據(jù)、信息等加以歸納、分析、總結、整理，直到納入數(shù)據(jù)庫，做好保存記錄。

3 航道水下測量的問題

當對航道水下進行測量時，特別是地形、地貌等進行測量時，相對科學的測量手段無非就是GPS測量系統(tǒng)，依托于這一系統(tǒng)，達到對水位的動態(tài)跟蹤與實時測量，這樣才能達到測量的自動化定位、相關水深數(shù)據(jù)的自動化、智能化、數(shù)字化采集，然而，在這一過程中也會有新的挑戰(zhàn)、新的工作項目的出現(xiàn)。

3.1 有效提升了測量精度，利用GPS系統(tǒng)也能夠達到數(shù)據(jù)的自動化采集，有效解除了平面定位與水下測量同步定位的困難，對測量精度影響程度最大的無非就是儀器的裝配以及水位的更新。具體工作過程中，必須采取科學的方法與策略，盡量選擇安全、穩(wěn)定、靈活度高的船舶支持測量，而且要確保船舶平穩(wěn)、勻速航行，這樣才能預防過度震蕩引發(fā)的測量失誤現(xiàn)象，要預防漏測現(xiàn)象的出現(xiàn)，對各個河段使用彼此呼應的測量模式，特別是礁石更多的地方需要實施設密測量，要參照不同地方水體、水深的動態(tài)變化狀況來使用最科學的方法來測量。

3.2 積極確保工作效率，因為GPS系統(tǒng)能夠對所探測的船舶進行精準的導航，從而確保水深測量更加富于節(jié)奏和規(guī)律，然而，在現(xiàn)實的工作中，必須根據(jù)工作特點選擇科學的解決方法，可以事先布置航線，同時確保測量過程中測線間距的均衡，同時，在實際測量時，也需要對航行中的船舶實行定位監(jiān)控，當出現(xiàn)航跡偏離方向是，必須積極加以修改和更正，防止出現(xiàn)測重、漏測等問題。

4 科學驗證測量結果

依托于GPS技術的測量，所獲得的結果必須進行積極的校驗，可以首先選擇多條航道，來進行試驗性測量，將測出的結果同大比例的航道圖加以對照、對比和分析，經(jīng)過對比分析要確保最終的誤差在5米到10米范圍內。

5 結語

以GPS技術為基礎的航道測量技術是一項科學、有效的技術，它能夠實現(xiàn)對航道工程的全面測量，全面提升了測量的精準度，有效解除了傳統(tǒng)測量技術的弊端與不足，同時，能夠有效提升測量工作效率，獲得良好的測量效果。

參考文獻

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