疏浚工程定位測量技術應用淺談

楊新疆 王云濤

（中交天津港航勘察設計研究院有限公司天津市塘沽區(qū)300450）

疏浚工程定位測量技術應用淺談

楊新疆 王云濤

（中交天津港航勘察設計研究院有限公司天津市塘沽區(qū)300450）

隨著現(xiàn)代科學的不斷飛躍進步，定位測量技術也得到了迅速的發(fā)展，定位測量的相關技術也在疏浚工程中得到了廣泛的運用。通過其效能的發(fā)揮，也使疏浚工程的施工效果更為高效、優(yōu)質(zhì)，因此，本文從定位測量技術的相關內(nèi)容出發(fā)，對疏浚工程中定位測量技術的具體應用方法進行探究具有重要的意義。

疏浚工程；定位測量技術；應用分析；GPS

全球定位測量系統(tǒng)可以簡要地分為使用者的接收機部分、地面部分及太空衛(wèi)星部分等3方面內(nèi)容，而該項定位測量技術在各項工程中的應用也具有極強實際功效。因此，本文對疏浚工程中定位測量技術的應用所作的分析也有了十分深刻的現(xiàn)實意義。

1 定位測量技術的相關概述

1.1 定位測量技術的含義與發(fā)展

定位測量技術指的是通過衛(wèi)星定位的設計與實施來完成衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的處理等任務，此類方式被統(tǒng)稱為定位技術[1]。在過去傳統(tǒng)的定位過程中，通常采用交匯法、導標法、極坐標法等方式實現(xiàn)在岸上或水上的定位。此種方法存在的缺陷主要有精確度不高、實施條件苛刻以及在水位較深或是在遠離海岸的地方便無法實現(xiàn)等問題。交會法是指利用經(jīng)緯儀、太平板與六分儀來實現(xiàn)前方或后方的交會，這種方法存在的明顯劣勢就是勞動強度較大、測量的精度不高及人為因素的影響過大，以致于該方法經(jīng)過使用后不能達到較好效果。經(jīng)過技術的不斷更新，當前的定位測量技術已經(jīng)發(fā)展成為了利用極坐標法的方法。

1.2 定位測量技術的工作原理內(nèi)容

疏浚工程中運用到的定位測量，需要通過定位測量的相關技術應用才能得以實現(xiàn)，其具體的工作原理主要有以下方面：

（1）定位測量是通過在太空中運行的衛(wèi)星來實現(xiàn)具體的定位目標，當衛(wèi)星在運行的過程中，在每個時刻都能夠有特定的坐標值，以對某地的坐標展開表示。

（2）使用者再利用接收機，將其接收位置視為一個未知值，對衛(wèi)星中發(fā)射出的已知值進行接收，在衛(wèi)星對信息的傳送過程中，所耗費的時間要與衛(wèi)星時鐘同接收設備內(nèi)部的時間計算，再利用二者的時間差值同電波的正常傳播速度相乘，便可得出太空中的衛(wèi)星同接受者之間的距離。

（3）技術人員再根據(jù)三角向量的關系列出與之相關的方程式，當接收到一顆衛(wèi)星信息時便可以列出一個方程式，以此類推。當接收到3顆衛(wèi)星時便可以直接計算出地面的平面坐標值，在此基礎上，接受到更多顆數(shù)的衛(wèi)星便能夠使計算結果變得更加精確。通常情況下有5顆以上的衛(wèi)星接受量便能夠?qū)崿F(xiàn)極好的準度要求。當然，這種訊號的接受是具有即時性的，因而每一個時刻的數(shù)據(jù)坐標都應當是最新的，在實際坐標位置的計算時才能保證位置的精確。

2 疏浚工程中定位測量技術的具體應用

2.1 GPS在疏浚工程中的定位

極坐標的方法是指利用測距儀與全站儀與經(jīng)緯儀相互配合，展開極坐標的放樣。該方法因為測距與測角的精度位置更高，因而對于人為因素的影響也能夠大大得到消減。此外，GPS還具有自動化程度高、精度高、全天候的優(yōu)點，其操作步驟也相對來說也較為簡單，可以分為以下環(huán)節(jié)。

選擇好基準站，這種基準站的設置應當選擇設立在能夠?qū)φ麄€施工項目進行覆蓋的工作區(qū)域中，并且要使誤差數(shù)達到最小，因此在布設之初便要對基準站進行GPS的靜態(tài)測量，通過對建立基站的坐標測量后并將基準站設置在該點的位置上[2]。當基站設立完成后，工作人員還要對從移動站至施工區(qū)域最遠一點的位置坐標進行測量，這種測試要盡可能的精確，通過測量的結果來表明在各個工程區(qū)域內(nèi)部所接受到的衛(wèi)星信號都符合預先設計的定位規(guī)范。值得注意的是，GPS定位在一定的條件下也會存在誤差，這種誤差集中體現(xiàn)在3個方面。

（1）每一位用戶能夠接受到的信息是接收機共有的內(nèi)容，例如，星歷誤差、衛(wèi)星鐘的誤差、對流層的誤差、電離層的誤差等，而利用差分的技術則可以將此類誤差進行消除。

（2）每位用戶在接受到定位訊號時也具有一些誤差性的內(nèi)容，例如通道的延遲、內(nèi)部噪聲情況、多徑效應等都成為其固定的誤差內(nèi)容，而且這部分的誤差也通常具有難以消除性，只能夠通過技術的不斷發(fā)展與接收機不斷提高自身的性能、技術指標的方式，逐步實現(xiàn)提高精確度的目標。

（3）GPS的定位測量不能直接通過用戶測量的方式或者是利用校正模型的方式來完成計算，在傳播的過程中也容易出現(xiàn)傳播的延遲誤差等。這種誤差情況同樣也可以利用差分技術以達到消除大部分誤差情況的目的。

2.2 完成定位測量同疏浚工程的連接工作

這一環(huán)節(jié)是將定位技術同疏浚工作相互配合起來，簡單來說就是在疏浚船上建立好移動站點，并且將GPS天線等設備布設在適合使用船舷邊上，這里的船只可以進行適當?shù)母难b，比如利用吊機進行開挖。在設置過程中，要堅持確定出船的正確方位與平面位置，技術人員可以利用一臺或兩臺GPS儀器與電子羅盤設備以完成定向工作；緊接著定位的技術人員要打開電腦中的定位軟件，將施工工程范圍內(nèi)部的坐標與斷面線的都在軟件中描繪出來，然后點擊GPS的定位點進行測量，在此過程中GPS的定位位置、斷面線情況以及施工內(nèi)容都可以在電腦屏幕上得到清晰的顯示。施工人員可以據(jù)此完成指揮疏浚船只定點到斷面的任務，利用另外的GPS或電子羅盤等設備，對船舶的行進方向進行確定，由此便可以完成定位系統(tǒng)同疏浚船的相互配合工作，疏浚船只也可以在預先計劃好的斷面上完成施工工作。

2.3 在疏浚工程中的掃床工作

當航道在完成疏浚工程后需要及時進行掃床驗收工作，但是傳統(tǒng)的定位方式通常具有定位精確度不高的問題，因而也比較難以見到掃床的軌跡，從而很難實現(xiàn)整個航道的覆蓋工作，而利用GPS定位則能夠?qū)こ痰馁|(zhì)量做到有所保證[3]。其具體操作方法為：在船上安置好掃床的機器，并且在掃床架的中心位置上安置好GPS天線，然后通過電腦上畫出的航道邊線。掃床時所產(chǎn)生的掃床軌跡與軌跡密度都能夠得到觀測，并且也能夠使掃床工作覆蓋到整個航道。

2.4 疏浚工程測量工作的完成

當疏浚工程完成時應當對竣工圖展開測量，通過對GPS動態(tài)差分的定位，并且利用回聲測深的儀器進行輔助測量便能夠?qū)⒐D實現(xiàn)準確的測量。其具體的完成方法是首先利用定位系統(tǒng)展開實施的差分定位，然后測出精確的三維坐標，將其測得的坐標數(shù)據(jù)通過電纜的方式傳輸?shù)诫娔X中；緊接著回聲測深儀再測出定點位置的水深，并且將水深的數(shù)據(jù)也要及時傳送到電腦中；然后電腦再將所接收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲到硬盤上，利用GPS的定位軟件便可以按照時間或距離要求完成測點之間的間隔設定[4]。需要特別注意的是，此時的GPS天線需要被布設在換能器的上方位置，這樣才能同時保持水深點與位置點的高度統(tǒng)一。

3 結束語

綜上所述，疏浚工程中定位測量技術的運用具有遠大的發(fā)展前景，加強定位測量的技術研發(fā)與實踐也具有極為重要的意義，因而也更加需要從業(yè)人員加深實踐探索與經(jīng)驗總結，才能以此促進疏浚工程獲得更為滿意的施工效果。

[1]李海民.GPS衛(wèi)星定位技術在水利疏浚工程的應用[J].水科學與工程技術，2014（06）：74～77.

[2]李敬，肖毅宏.航道疏浚工程竣工驗收測量技術研究[J].價值工程，2013（04）：52～53.

[3]劉志凌.航道疏浚工程竣工驗收測量需求與技術分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（14）：18.

[4]曾文偉.航道疏浚工程竣工驗收數(shù)字化測量技術研究[J].測繪信息與工程，2011（06）：26～28.

P228.4

A

1004-7344（2016）30-0196-02

2016-10-7

楊新疆（1987-），男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，本科，從事測繪工作。