GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用分析

方芳

(池州市港航管理(地方海事)局,安徽池州 247000)

GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用分析

方芳

(池州市港航管理(地方海事)局,安徽池州 247000)

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展,其在社會各行各業(yè)中發(fā)揮的作用越來越重要。將GPS技術(shù)應(yīng)用于我國航運(yùn)的航道測量工作上便是一個很好的例子。GPS技術(shù)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的系統(tǒng)優(yōu)勢,在航道測量工作中所發(fā)揮的作用越來越重要。GPS核心技術(shù)在航道測量應(yīng)用中的不斷更新,使得測量工作的時(shí)間大大縮短,測量的精度大大提升,在很大程度上促進(jìn)了航道測量效率的提高,對我國航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用。

GPS技術(shù) 航道測量工程 應(yīng)用

航道是我國航運(yùn)事業(yè)的基礎(chǔ)，而對于航道的測量工作又是航道能否通行的基礎(chǔ)。由此我們便可以看出航道測量對我國航運(yùn)事業(yè)的重要性。在航道測量工作過程中，通航地區(qū)多種自然條件和氣候條件的影響，給測量人員帶來了很大的測量難度，使得最后的測量結(jié)果不是很精確。GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用則解決了這些由于自然和氣候因素帶來的干擾，降低了航道測量的難度，同時(shí)提高了河道測量的精度，從而促進(jìn)了航道測量工作效率的提高。

1 運(yùn)用GPS技術(shù)的航道測量方案

運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行航道測量控制網(wǎng)的建設(shè)之前，需要對測量地區(qū)的地形、水文條件等因素進(jìn)行先期調(diào)查，結(jié)合測量地的地形進(jìn)行航道測量方案的選擇和制定。基于GPS技術(shù)的航道測量方案主要有兩種：動態(tài)定位和靜態(tài)定位。動態(tài)定位模式由于需要定位使用的衛(wèi)星數(shù)量較多，因而導(dǎo)致其定位的精度較差。因此，將動態(tài)定位應(yīng)用對于航道的測量方案中來并不合適。相對于動態(tài)定位來說，靜態(tài)定位需要調(diào)動的衛(wèi)星數(shù)量相對較少，能從測量精度上加以保證，從而使得測得的結(jié)果更加的細(xì)致準(zhǔn)確。

GPS靜態(tài)定位的實(shí)現(xiàn)，一般情況下需要兩臺或者兩臺以上設(shè)備的共同合作來完成。在進(jìn)行航道測量之前，要先在測量地設(shè)置一條或者多條基線，為了便于檢查核實(shí)以便提高觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性，在觀測基線的設(shè)置上要能夠組成一個閉合的圖形，將設(shè)備安置在基線的兩端的端點(diǎn)上，這樣做目的是為了可以同時(shí)接受來自五顆以及五顆以上的同步衛(wèi)星發(fā)出的定位數(shù)據(jù)，監(jiān)測的時(shí)間長度間隔為一小時(shí)上下。除了這種方式之外，還有一種更加快速的靜態(tài)定位方式。快速的靜態(tài)定位方式是以靜態(tài)定位方式的基礎(chǔ)，在靜態(tài)定位方式所設(shè)定的基線中間選擇一個基點(diǎn)，在所選擇的基點(diǎn)上放置一部GPS信號接收設(shè)備，對于可見衛(wèi)星所發(fā)出的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行長時(shí)間的持續(xù)跟蹤。另外一部信號接收設(shè)備在其他各條基線上進(jìn)行流動工作。相對于靜態(tài)定位模式而言，快速靜態(tài)定位模式的耗能較小。雖然這種模式的信號接收時(shí)間間隔只有短短的幾幾分鐘，但是由于兩部信號接收器的交叉配合，使得航道測量結(jié)果的精度得到了很大提高[1]。

2 基于GPS系統(tǒng)的航道測量過程

進(jìn)行航道測量時(shí)所要用到的GPS軟件設(shè)備包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)的軟件，硬件設(shè)備包括GPS信號接收設(shè)備，測深儀器、計(jì)算機(jī)等。

在測量工作開始之前，應(yīng)首先要進(jìn)行測量地航道的相關(guān)信息搜集工作，對于測量地的地形、植被等因素進(jìn)行調(diào)查，并且對于航道內(nèi)的水位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行實(shí)施地監(jiān)測。

當(dāng)一切工作準(zhǔn)備完畢之后，再對GPS系統(tǒng)的儀器進(jìn)行測量之前的調(diào)試，將設(shè)備儀器安裝固定在測量船只上，在固定時(shí)要注意GPS信號接收設(shè)備的天線始終對準(zhǔn)測深儀的換能桿中心，信號接收設(shè)備要同測量儀與計(jì)算機(jī)之間用數(shù)據(jù)線連接。測深儀和GPS要用電腦上的相關(guān)測深軟件進(jìn)行連接，由信號接收設(shè)備接收到來自衛(wèi)星的信號后同基點(diǎn)發(fā)射的信號進(jìn)行差分處理，從而得出實(shí)時(shí)的坐標(biāo)信息。對航道的斷截面圖進(jìn)行測量時(shí)，對于安裝著儀器設(shè)備的測量船的速度有著嚴(yán)格要求。測量船的速度不能太快，船身盡量保持平穩(wěn)，避免大幅度搖擺而帶來的測算數(shù)據(jù)的誤差。所測航道斷面上的點(diǎn)位相互之間的間距要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行不同設(shè)置。所測得的點(diǎn)位和水深數(shù)據(jù)結(jié)果要用計(jì)算機(jī)進(jìn)行全面的記錄，以防對數(shù)據(jù)有所遺漏。

由外業(yè)軟件所測量得到的斷面圖需要結(jié)合計(jì)算機(jī)上的業(yè)內(nèi)軟件對其進(jìn)行計(jì)算分析，從而得出想要的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。在測量過程中，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，比如橋梁碼頭阻擋等原因使得GPS的接收天線無法靠近所要進(jìn)行測量的點(diǎn)位時(shí)，應(yīng)當(dāng)在計(jì)算機(jī)上對所測的點(diǎn)位進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記記錄，并在地圖上的相應(yīng)位置做好標(biāo)記，同時(shí)對于原因做好備注。當(dāng)測量完畢之后，對外業(yè)軟件測量的結(jié)果進(jìn)行內(nèi)業(yè)軟件處理時(shí)，通過軟件提供的標(biāo)尺測量出航段的里程，確定出其中某些建筑物的標(biāo)準(zhǔn)位置，結(jié)合業(yè)外軟件測量的斷面圖和已有的水文資料，對航道水位的最高位置和最低位置進(jìn)行計(jì)算分析，得出這一航段的水位和河道寬度。當(dāng)數(shù)據(jù)都計(jì)算處理完畢之后，將所得的相關(guān)數(shù)據(jù)歸納處理之后，保存到電腦中，并及時(shí)的做好數(shù)據(jù)的備份[2]。

3 基于GPS系統(tǒng)對航道的水下測量工作

基于GPS系統(tǒng)的航道測量可以實(shí)現(xiàn)水下測量工作的自動化。在測量工作中，要針對影響GPS水下測量工作的結(jié)果精度的因素加以重視。在進(jìn)行水下測量時(shí)，能對測量精度產(chǎn)生影響的主要因素有兩個：一個是測量儀器的安裝，一個是航道水位的改正。測量儀器的安裝必須選擇性能比較好的船只，在船只航行過程中盡量保持平穩(wěn)。對于不同的河段要采取不同的測量方式，同時(shí)根據(jù)各個河段之間不同的水位和水深變化，選用合理方式對水位進(jìn)行校正。在測量過程中為了防止漏測的情況，在對于航道水域環(huán)境復(fù)雜的地方要進(jìn)行加密測量。為了提高測量的工作效率，在進(jìn)行測量之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對于被測航道進(jìn)行提前設(shè)定[3]。

4 測量結(jié)果驗(yàn)證

對GPS系統(tǒng)對河道測量的結(jié)果需要進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證方法便是選取所測量的航道中的不同航段，同相對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，若航段起點(diǎn)有固定航位，GPS測量所得的數(shù)據(jù)與其比較誤差結(jié)果不得超過十米。同航段斷面數(shù)據(jù)所計(jì)算得出的水深等數(shù)據(jù)的結(jié)果加以比較時(shí)，排除其他因素的干擾，二者的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)保持一致。

5 結(jié)語

航道是我國航運(yùn)事業(yè)的基礎(chǔ)，航道的測量工作是航道建設(shè)的首要工作也是最重要的工作，測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否將直接影響到航道建設(shè)的工程質(zhì)量好壞。利用GPS技術(shù)對我國的航道進(jìn)行嚴(yán)密測量有助于促進(jìn)我國的航道工程建設(shè)，從而促進(jìn)我國航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。

[1]孫小彬.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,9:66.

[2]韋克定.韋克定探討GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用[J].地球, 2014,1:70.

[3]石敏圣.GPS技術(shù)在航道測量工程中的應(yīng)用初探[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察,2014,4:85.