自動(dòng)化技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用

李捷

摘 要：想要推進(jìn)我國航道監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展，在航道測量的過程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是重要步驟之一，本文立足于當(dāng)今的時(shí)代背景，對(duì)現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用成果進(jìn)行了相對(duì)完善的整理，并且對(duì)航道測量過程中定位和測深兩個(gè)方面所應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了分析，為我國航道測量工程的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；航道測量；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在對(duì)航道進(jìn)行測量的過程中占據(jù)著越來越重要的地位，由于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在我國尚且處于發(fā)展的初級(jí)階段，也就是說在技術(shù)應(yīng)用的過程中存在著需要技術(shù)人員解決的問題，因此，對(duì)相對(duì)成熟的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析，使技術(shù)人員在工作過程中擁有強(qiáng)大的理論支持是非常有必要的。

1 航道測量技術(shù)的內(nèi)容

對(duì)航道進(jìn)行測量的過程需要工作人員將多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行融合，也就是說測量技術(shù)的發(fā)展是對(duì)諸多技術(shù)的綜合發(fā)展，本文中根據(jù)航道測量最主要的內(nèi)容是將其分為定位和測深兩個(gè)方面，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)相對(duì)全面、系統(tǒng)的概括[1]。

2 自動(dòng)化技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用

2.1 航道定位

想要高效開展航道測量工作，進(jìn)行航道定位是基礎(chǔ)，這里說的航道定位技術(shù)不僅僅指的是對(duì)以長江為首的諸多內(nèi)河的水深點(diǎn)所對(duì)應(yīng)平面的位置進(jìn)行測定，更重要的是對(duì)航道測量工作所開展地域的地形點(diǎn)進(jìn)行定位，而我國的內(nèi)河航道定位技術(shù)由最初對(duì)經(jīng)緯儀進(jìn)行測距的坐標(biāo)法向如今的衛(wèi)星定位法進(jìn)行轉(zhuǎn)變也從側(cè)面說明了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展[2]。運(yùn)用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)航道進(jìn)行定位是現(xiàn)階段應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，而該自動(dòng)化技術(shù)主要涉及以下3個(gè)方面：第一，DGPS也就是通常所說的差分定位法，這種定位技術(shù)是將已知的三維坐標(biāo)作為基礎(chǔ)，通過對(duì)位置的修正量進(jìn)行監(jiān)測，以及將修正量對(duì)GPS的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的發(fā)送的方式實(shí)現(xiàn)航道的定位，這樣做的好處在于能夠在提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的同時(shí)，提高測量定位工作的效率；第二，CORS即運(yùn)行參考站，作為固定并且連續(xù)工作的參考站，它的工作原理是在通過對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的不同需求自動(dòng)對(duì)其提供相應(yīng)的觀測值或其他數(shù)據(jù)；第三，PPP也就是對(duì)單點(diǎn)進(jìn)行精密定位的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)的基礎(chǔ)是我國對(duì)地面跟蹤站的高效建設(shè)，也就是說該項(xiàng)技術(shù)的原理是通過對(duì)地面跟蹤站進(jìn)行高效運(yùn)用，得出精準(zhǔn)的衛(wèi)星鐘差和運(yùn)行軌道，然后對(duì)通過接收機(jī)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位的方式得到精密單點(diǎn)，這種技術(shù)可以降低進(jìn)行航道定位所需的成本以及技術(shù)人員的工作量，因此，這項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景最為廣闊。

2.2 航道測深

航道測深工作所運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展過程在我國一共分為3個(gè)階段：第一階段直接測深，這一測深方法所運(yùn)用的設(shè)施為測深錘，但是隨著科學(xué)的發(fā)展，這一技術(shù)在現(xiàn)階段已經(jīng)較少用于內(nèi)河航道測深的過程中；第二階段聲學(xué)測深，聲學(xué)測深主要應(yīng)用的技術(shù)是多波束或單波束，工作原理為通過對(duì)換能器能夠在水中傳遞聲波的特性進(jìn)行運(yùn)用，當(dāng)聲波在傳遞過程中遭遇障礙時(shí)進(jìn)行反射，而換能器則通過對(duì)反射聲波的接受，根據(jù)其反射時(shí)間和傳播速度對(duì)障礙位置進(jìn)行確定；第三階段也就是現(xiàn)階段，我國在進(jìn)行內(nèi)河航道測深工作的過程中主要應(yīng)用的是光學(xué)測深，通過自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)載激光進(jìn)行合理運(yùn)用，最終達(dá)到提高我國航道測量效率的目的。而光學(xué)測深技術(shù)產(chǎn)生的基礎(chǔ)為機(jī)載激光的出現(xiàn)，也就是說它是將飛機(jī)作為激光發(fā)射平臺(tái)，通過在空中向以長江為首的眾多內(nèi)河水面進(jìn)行激光束發(fā)射的方式，對(duì)航道的深度進(jìn)行測量，這一技術(shù)的出現(xiàn)有效避免了傳統(tǒng)船載系統(tǒng)的局限性，例如被航行條件所制約、工作效率低下等，這是因?yàn)榧す饩哂袉紊院拖喔尚裕虼诉\(yùn)用激光進(jìn)行自動(dòng)測深能夠?qū)Πl(fā)射距離進(jìn)行精準(zhǔn)的校對(duì)和確定。通過對(duì)海水的研究可以發(fā)現(xiàn)，海水中存在一個(gè)可以透氣的窗口，而激光在這一窗口中具有良好的傳播性，因此，利用海水的這一特質(zhì)，眾多國家開始陸續(xù)研制出了利用激光對(duì)航道進(jìn)行測深的系統(tǒng)，并將其與自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行緊密連接[3]。需要技術(shù)人員注意的是，運(yùn)用激光進(jìn)行航道測深工作也存在一定的制約因素，例如激光本身的因素或是GPS的內(nèi)在因素等，隨著科學(xué)的發(fā)展，機(jī)載激光測深技術(shù)已經(jīng)向自動(dòng)化方向進(jìn)行發(fā)展，現(xiàn)階段，在移動(dòng)平臺(tái)上通過對(duì)激光的合理運(yùn)用獲得高精確度數(shù)據(jù)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，并且被大量投入使用。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)內(nèi)河航道進(jìn)行測量過程中所應(yīng)用的技術(shù)也在不斷發(fā)展的進(jìn)程中，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，由于現(xiàn)階段在航道測量的過程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)仍舊存在一定的困難，這就需要技術(shù)人員通過對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深入的了解和分析，通過不斷的實(shí)踐對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程進(jìn)行完善，達(dá)到推進(jìn)我國航道測量工作高效開展的最終目的。

參考文獻(xiàn)

[1]簡波，劉力，胡其武，等.長江航道地形測量數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理工作流程優(yōu)化[J].水運(yùn)工程，2014，（11）：31-34.

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[3]張國學(xué)，王弘.長江數(shù)字航道水位自動(dòng)監(jiān)測站集成技術(shù)及應(yīng)用[J].人民長江，2014，（21）：49-53.

（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)）