探究現(xiàn)代海洋測繪及通信技術(shù)在港航道疏浚工程測量中的應(yīng)用

郭雄強(qiáng) 劉力 劉思航 彭云

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714116

摘要：隨著海洋狀況，港口環(huán)境的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的海洋測繪和通信技術(shù)對于航道疏浚工程的弊端越發(fā)明顯，而隨著科技發(fā)展，海洋測繪和通信技術(shù)也不斷在更新。本文介紹了新的現(xiàn)代的海洋測繪以及通信技術(shù)在疏浚工程中的運(yùn)用，旨在保證航道疏浚的測量精度，以便提高疏浚工程的工作效率。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代海洋測繪；通信技術(shù)；航道疏浚工程；測量精度

傳統(tǒng)的海洋測繪是采用單聲波的形式，以水面船只作為測量平臺，使用平板儀等，采取的是點(diǎn)狀型的測量方式，這樣得到的數(shù)據(jù)結(jié)果不夠全面，而且效率低。而現(xiàn)代的海洋測繪方式則進(jìn)行了很大的革新，現(xiàn)代海洋測繪采用的是衛(wèi)星的精準(zhǔn)定位，多聲波的模式，達(dá)到了由點(diǎn)到線乃至面的對海洋的底質(zhì)類型，淤泥厚度等進(jìn)行一個深度精準(zhǔn)的測量。而在通信技術(shù)上的革新加快了測繪數(shù)據(jù)的傳輸和處理的過程，為航海疏浚工程的高效完成提供了牢固的技術(shù)支撐。

1 現(xiàn)代海洋測繪和通信技術(shù)在港航道疏浚工程測量中的應(yīng)用

在港航道測繪中運(yùn)用現(xiàn)代海洋測繪技術(shù)已成為科技發(fā)展的一個毋庸置疑的趨勢，而現(xiàn)代海洋測繪中常用的便是3S，即GPS，GIS，RS。GPS就是大眾所說的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，GPS 的精準(zhǔn)定位為航道疏浚工程的實(shí)施提供一個方向性的指導(dǎo)。GIS即地理信息系統(tǒng)，主要用于現(xiàn)代海洋測繪數(shù)據(jù)庫的信息收集，存儲，查詢，分析等，生成海洋地圖，達(dá)到信息的高速轉(zhuǎn)移和共享。RS就是遙感探測技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的探測，特別是深海的探測。因此3S的運(yùn)用使得港口航道疏浚工程的測量更加的精密和準(zhǔn)確。

2 雙向?qū)崟r動感差分技術(shù)

遠(yuǎn)距離的雙向?qū)崟r動態(tài)相位差分技術(shù)即LRK技術(shù)，雙向指的是差分定位的一端與海洋中移動的物體相連，實(shí)時跟蹤物體的行走軌跡，而另一端則同地面上的幾個基準(zhǔn)點(diǎn)連接，達(dá)到兩端信號的一個雙向接收和反饋。差分定位用的是GPS技術(shù)，將GPS信號置于差分兩端，即物體運(yùn)動的載體端及地面的基準(zhǔn)點(diǎn)端，通過衛(wèi)星的定位，便能夠較為準(zhǔn)確地給出物體運(yùn)動的軌跡，實(shí)現(xiàn)實(shí)時精準(zhǔn)測量。將雙向?qū)崟r動態(tài)差分技術(shù)運(yùn)用到在港航道疏浚工程中則會看到良好的效果，將載體端置于航道底端，將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)于地面，船只等，這樣就能達(dá)到實(shí)時檢測，實(shí)時了解港口底部的底質(zhì)情況，以便判斷是否適合疏浚等。所以雙向動態(tài)差分技術(shù)是現(xiàn)代海洋測繪技術(shù)在航道疏浚工程中的創(chuàng)舉，也是目前認(rèn)可度極高的高效型實(shí)施技術(shù)。

3 遙控裝置在港航道疏浚中的電源操控運(yùn)用

遙控裝置在港航道疏浚測量的運(yùn)用主要在于對基準(zhǔn)臺的電源開關(guān)的一個智能遙感控制，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的基準(zhǔn)臺的電源是人工掌控的，白天作業(yè)的時候開啟，停止作業(yè)則關(guān)閉，但是航道疏浚的基準(zhǔn)臺設(shè)在操作塔上，因而人工操控電源變得十分艱難。遙感電源開關(guān)則很好地解決了這一問題，遙感技術(shù)將電源端和人工端通過短信關(guān)聯(lián)起來。人工只需要在開關(guān)設(shè)備的時候通過短信對遙感設(shè)備發(fā)出指令，這個指令就會抵達(dá)電源端，并且電源端執(zhí)行完畢之后也會及時短信反饋回人工端。

4 遙報(bào)系統(tǒng)在港航道疏浚測量中的運(yùn)用

航道疏浚工程中的測量同港口以及港外海洋的潮汐情況緊密相關(guān)，港內(nèi)外造成的潮差將會影響航道疏浚工程的實(shí)施。而遙報(bào)系統(tǒng)就是為了解決潮差的問題，對大陸架的水位和海洋的水位進(jìn)行一個實(shí)時通訊傳輸。

遙報(bào)系統(tǒng)的一端可以設(shè)立在港口的大陸架處使用浮子式自動測潮儀，另一端設(shè)立在海洋域的燈塔上，使用壓力感應(yīng)式自動測潮儀。然后兩端的測潮儀通過通訊裝置實(shí)時將數(shù)據(jù)傳送回航道疏浚工程中心，然后工程組再根據(jù)實(shí)時的水位差，尋找一個最佳的疏浚時間和疏浚點(diǎn)。

5 多波束測量在港航道疏浚測量中的運(yùn)用

相比于傳統(tǒng)的單波束測量的精準(zhǔn)度低，效率低等問題，多波束測量則體現(xiàn)出它的優(yōu)越性。多波束測量根據(jù)實(shí)際需要將設(shè)計(jì)制造一條適合的專門測量船，以便提前預(yù)防工程施工中的各種困難。例外多波束測量中需要將換能器在測量完畢的時候及時提上水面，以防止測量設(shè)備被損壞，保證測量的有效時間。

多波束測量主要是數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，采集，處理這三個方面。數(shù)據(jù)校準(zhǔn)是在采集步驟之前根據(jù)校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)參數(shù)，然后將校準(zhǔn)后的參數(shù)輸入到采集程序中進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)計(jì)算。多波束采集則是在完成聲速測量之后將數(shù)據(jù)輸入測量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集主要是對布下的測量線的聲速測量后的采集。這些測量后的數(shù)據(jù)最后都會被存儲到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和最后的數(shù)據(jù)處理。

數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)是整個多波束測量中最為關(guān)鍵的一步，由于多聲波束的數(shù)據(jù)測量采集量十分龐大，聲納測量受海域影響，采集信息不一定能夠及時反饋等，這些既存的問題都直接影響了測量的質(zhì)量。所以在數(shù)據(jù)處理中分為兩個環(huán)節(jié)，一個是系統(tǒng)的在線處理，另一個是系統(tǒng)處理后的后處理，為了保證挖泥船的作業(yè)，所以兩個處理方式通過以太網(wǎng)快速轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)將及時把處理數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)輸入到后處理系統(tǒng)。后處理的水位數(shù)據(jù)則由陸地測量辦公室通過GPS計(jì)算機(jī)郵件發(fā)送，這樣保證了挖泥船能夠及時根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行工作調(diào)整。

6 結(jié)語

相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，現(xiàn)代的海洋測繪和通信技術(shù)采用了多波束測量，遙報(bào)系統(tǒng)的水位測量，遙感電源裝置，動態(tài)差分系統(tǒng)，3S的融匯等。這些現(xiàn)代測繪和通信技術(shù)的創(chuàng)新保證了在港航道疏浚測量的精準(zhǔn)度和施工的效率。

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