GPS技術在航道測量工程中的應用分析

高波 江西省港航管理局九江分局廬山航道處

1.引言

GPS的全稱是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要的優(yōu)勢就是定位精確度比較高、操作簡單，能夠給各個行業(yè)與企業(yè)產生經濟效益，被大量的應用到實踐中。航道測量為當前海域或者內河航道中主要的測量作業(yè)操作方式，進行航道開挖是極為重要的工作，能夠更好的促進航道營運能力的提升。但是在實際施工中，因為地形、地質以及水文等多種因素的影響，再加上自然環(huán)境的復雜性影響，導致航道測量難度很高，極大的影響測量儀器的精確度，因此，需要選擇合適的測量與施工方式，可以更好的處理航道測量中的問題，能夠提高數據精確度。從實際情況分析，GPS運用到航道測量中可以有效的消除上述幾個問題，所以被大量的使用到實際生產中，產生非常高的綜合效益。

2.航道測量

航道進行必要的維護和管理是尤為關鍵的，從不同的目的出發(fā)，則具體的內容也有著很大的差異，而航道測量和一般測量是有著一定的共性的，但是實質上還有著明顯的差異，從測量內容角度出發(fā)進行分析，航道測量和一般測量都必須要進行地形、地貌等方面的測量，但是航道測量還要進行水文、地形條件的分析，不同環(huán)境中進行測量所產生的結果是不同的，也會給測量精度造成影響，結合實際情況分析，航道測量會給航道質量管理和控制有著巨大的作用，所以需要積極組織開展航道測量工作，能夠給航道的維護與管理提供基礎條件，為今后船舶的航行提供良好的基礎。

3.航道測量的方案

要想建設完善的航道測量控制網，就要從多個方面來進行，進行控制點確定，在達到可靠性的標準之下，能夠考慮到多個方面來確定最為合理的測量實施方案，GPS定位能夠準確的標定兩點的箱梁，然后選擇最佳的測量模式。從應用效果分析，動態(tài)相對定位的數據精度是非常準確的，應該采用多個衛(wèi)星來開展跟蹤，因此，控制網航道測量并不會達到要求。

靜態(tài)定位模式的應用，通常要使用兩臺或者更多的設備來進行，布置一條或者多條基線的端點，一般能夠同時進行5顆或者更多的衛(wèi)星觀測，間隔1小時進行一次，是比較經典的觀測方式，在觀測過程中所布置的觀測基線能夠組合成為閉合的圖形，以更好的開展檢查與核實工作，可以促進測量精確度的提升。實現(xiàn)靜態(tài)定位的快速進行，就要在測量區(qū)域的中間位置上布設一個基站，設置接收機，能夠聯(lián)系續(xù)跟蹤全部的可見衛(wèi)星，還有異步接收機能夠進行流動設站，各個位置的觀測時間僅為幾分鐘，該方式的使用可以提升測量速度和效果，能耗也比較低，兩部接收機可以同時進行觀測，但是并不組合成為閉合圖形，就會造成最終的數據可靠性較低。

4.GPS技術進行航道測量的過程

航道測量過程中，通過應用GPS數據資料來開展具體的工作，要準備好硬件與軟件，這樣可以使得航道測量工作順利的開展。

(1)測量工作開始之前，應該做好各項準備工作，首先是收集航道的相應地圖，然后準備好合適的繩索進行一起的固定，測量船駕駛人員應該充分的了解被測量范圍內的地形條件，要有豐富的工作經驗，以使得航道測量更加的安全、穩(wěn)定，準確進行水文的測量。

(2)安裝調試環(huán)節(jié)，應該先將準備好的測探一起安裝到規(guī)定位置上，并且做好固定作業(yè)，GPS接收天線應該和測探儀換能桿的中心位置是相同的。GPS的信號接收機、測探儀以及計算機能夠穩(wěn)定的連接，各個設備都能夠正常的運行。計算機中安裝的測探軟件，經過衛(wèi)星將信息傳輸到基站中，然后進行差分處理，就能夠在計算中獲得相應的坐標數據信息。

(3)航道斷面圖測量環(huán)節(jié)，進行船行駛的測量，速度要控制在合理的范圍內，不能超出標準要求，還要保證均勻、緩慢的行駛，防止出現(xiàn)擺動幅度過大的情況，斷面間距要結合實際情況做出設定，并且計算機做好各項數據記錄，比如點位、水深等數據，外業(yè)軟件測量斷面圖要根據內業(yè)軟件所獲取的相應數據進行，最終能夠確定航道水深參數。

(4)測量實施環(huán)節(jié)，計算機能夠準確記錄各項測量數據，但是容易受到高壓電線等方面的影響，橋梁碼頭如果存在比較多的障礙物，GPS天線就不能到達規(guī)定的測量位置上，只有在鄰近的位置上才能準確確定點位號，然后在計算機顯示出相應的航跡圖位置，可以在符號上標注相應的數字，測量環(huán)節(jié)還要保存各項技術文件，不能存在數據遺失等情況。

(5)外業(yè)軟件開展進行測量數據修正處理，然后能夠獲得相應的水深點位與航道標志等，內業(yè)處理環(huán)節(jié)，可以通過軟件來做好航道標志、航道標記方面的工作。航跡線編輯的過程中，應該結合具體的地物進行標注，然后使用軟件計算確定航道內的里程數據，明確建筑物的距離與位置數據。然后根據外業(yè)軟件來確定斷面圖，并且綜合分析水文資料信息，就能夠確定航道水位最高、最低點的位置，進而能夠明確掌握具體的水深、河道寬度等方面的數據，進行綜合整理分析計入到數據庫內。

5.航道水下測量的問題

在航道水下測量工作開展的過程中，由于受到環(huán)境因素的影響，測量作業(yè)的效果難以滿足實際的要求，因此，需要對航道水下測量存在的難點問題分析。

(1)要想提升數據的精度，GPS測量系統(tǒng)能夠完成數據采集自動化的處理，平面定位與水下測量根本不能同時進行，可以根據測量精度的標準來做好儀器的調整。在測量環(huán)節(jié)，應該結合所存在的問題總結出切實可行的方法，要提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與靈活性，要保證測量船航行的穩(wěn)定與勻速，不能存在過大幅度擺動的情況，可以實現(xiàn)多個河段的有效測量，不能存在遺漏的情況，一旦發(fā)現(xiàn)有礁石，應該增大測量的密度，以合理的進行水深、水位等方面數據的調整。

(2)為能夠提升測量效率，通過GPS系統(tǒng)能夠實現(xiàn)探測船的導航精確進行，能夠按照工作標準進行水深尺寸的檢測，在該階段中，應該考慮到實際工作的需要，選擇科學合理的處理方式，提前結合情況設置航線，確保間隔距離合格且均勻，在測深船實現(xiàn)監(jiān)控中，只要是存在航跡偏移等情況，要立即修正，以保證最終測量結果達到要求。

6.測量結果的驗證

通過GPS來實現(xiàn)測量工作后，要根據實際工作的需要來實現(xiàn)測量結果的驗證。為了能夠保證驗證結果準確，應該選擇多條航道來進行驗證，與大比例航道圖來實現(xiàn)綜合分析，如果航道的起點位置上存在有固定的位，則應該和GPS測量結果進行對比和分析，最終的測量里程偏差要控制在5-10cm以內，通過GPS方式來實現(xiàn)航道斷面的測量，可以獲得準確的水深數據信息，和相應數據對比，將時間影響因素消除掉，確定二者數據偏差超出要求。

7.結論

航道測量作業(yè)階段，要進行地形條件、水深、流速等方面數據的測量，但是因為內河航道的地形條件復雜性較高，所以對于測量工作要求也是比較高的，因此，航道測量環(huán)節(jié)中要提起足夠的重視?，F(xiàn)代社會水運事業(yè)發(fā)展速度非常快，航道是當前水運重要基礎設施，發(fā)展速度非?？欤枰_到設計、施工、安全性的標準，就要加強航道測量管理，以保證航道日常維護與管理符合要求，滿足水運的標準要求。

航道測量的實踐中，GPS技術的應用可以有效的促進測量效率、精確性的提升，能夠避免出現(xiàn)數據偏差過大的情況，如果進行各項GPS測量技術的合理應用，可以降低測量成本，提高測量綜合水平，縮短工期，并且產生更高的經濟效益。從實踐的應用效果分析，通過GPS技術的合理應用，能夠提高航道測量綜合水平，還能夠應用到多種條件下，給內河航道信息管理提供有利支持，也能夠給整個航道管理與維護工作提升奠定基礎，為今后我國的水運事業(yè)的高速發(fā)展有著非常重要作用，最終實現(xiàn)經濟與社會的穩(wěn)步發(fā)展。