影響水深測量精度的幾種因素及控制方法

1、影響水深測量精度的幾種因素及控制方法袁江濤（中交一航局第四工程有限公司第九項目經(jīng)理部）摘要：利用RTK-GPS6驗潮技術進行水深測量，使得水深測量這項工程變得簡單、方便、快捷、輕松、高效、經(jīng)濟，所以不失為一種先進的測量技術，已經(jīng)得到了廣泛的應用。本文結(jié)合實踐經(jīng)驗，主要介紹了無驗潮水深測量過程中影響水深測量精度的幾種因素及其控制方法，目的為了減少水深測量過程中的累計誤差提高測量精度。關鍵詞：無驗潮技術；水深測量；影響因素；控制方法；測深精度1引言在水下地形測量過程中，水深測量的精度是值得我們討論的一個問題。目前水深測量多采用的是不受潮位變化的無驗潮技術，此技術雖然在工作效率及精度上相對驗潮測深有

2、了明顯提高，但是在測量過程中諸多制約著水深測量精度的因素都被人為的疏漏和無視。水深測量的精度主要由測點的測深精度和定位精度決定，其精度必須滿足相應的國家標準、行業(yè)標準或特定測量項目的精度要求。2無驗潮測深工作原理港口工程測量圖的圖載水深都是相對于同一個深度基準面來說的，我國當前海域測深普遍采用當?shù)乩碚撟畹统泵鏋樯疃然鶞拭?。常?guī)有驗潮測深時，實測水深要減去基準面以上的深度（水位），即水位改正，所以常規(guī)水深測量時都要進行水位觀測（驗彳）。無驗潮測深技術使用RTK吉合測深儀工作。RTK!過載波相位差分技術實時動態(tài)地獲取三維坐標（X,Y,H）,且精度可達到厘米級。RT滁了定位精度高能有效保證更大比例尺

3、測圖的精度外，其另一優(yōu)點為測得第三維坐標（高程）的精度同樣可以達到厘米級，精度完全能夠滿足港口水深測量的要求。RTa位天線中心的高程h是從深度基準面起算的高程，是通過在已知高程控制點上進行比測求得轉(zhuǎn)換參數(shù)后換算的高程。測深儀通過換能器探頭加載脈沖聲波信號測量出換能器至海底深度，再通過簡單的數(shù)學運算即得到測量點海底高程（水深）。RTK6驗潮測深技術工作原理如圖1所示，RT躍線直接安裝在測深儀換能器桿頂，并保持天線中心與換能器卞f在同一垂線上。RT底線中心到測深儀換能器底部的垂直距離為hl,測深儀換能器底部到海底的垂直距離為實測水深h2,則P點高程為H=h-（h1+h2）,H!常為負值。在水深測量

4、中負高程通常稱為水深，成圖時的圖載水深前一般不加負號。GPSRTK天空高般圖1RTK無驗潮測深技術工作原理高收:口I不過在實際測深操作過程中，諸多因素如儀器因素、環(huán)境因素等制約著測深精度，那么我們應該怎樣消除或減少這些因素和如何對其進行控制成為本文主要探討的問題。本文結(jié)合工作原理和工程實踐來探討無驗潮測深技術中影響精度的幾個問題并提出實用可行的控制方法。3影響定位精度的因素及控制方法基準臺及船臺位置確定因素影響及確定原則基準站架設的基準臺位置及基準臺和船臺天線的設置因素影響定位精度基準臺位置的確定原則基準臺要求通視良好，周圍視野開闊有條件時應盡量選在高建筑物上，視場障礙物的仰角應小于10。，便

5、于更有效的接受衛(wèi)星傳來的數(shù)據(jù)，進而進行有效的結(jié)算，為流動站接受準確的數(shù)據(jù)打下基礎，提高定位測量精度?；鶞逝_應避開強磁或強電信干擾，其到高壓線、變電站、無線電信號發(fā)射設備的距離應不小于100nx否則將影響衛(wèi)星發(fā)布數(shù)據(jù)輸入基站和影響流動站接收基站傳出數(shù)據(jù)的精度。基準臺臺址宜避開對電磁波有強吸收或反射影響的物體。4影響測深精度的因素及控制方法船體擺動引起的誤差測深應在風浪較小的情況下進行。當沿海波高超過0.6m,內(nèi)河波高超過0.4m時，應停止作業(yè)。RTK高程可靠性的問題RTK高程用于測量水深，其可信度問題是倍受關注的問題。在作業(yè)之前可以把使用RTK測量的水位與人工觀測的水位進行比較。人工可以用另一臺

6、流動站測量得到的水位高程與測深儀上顯示的進行檢驗校正，而測深儀的水深數(shù)據(jù)校正則是通過打水泥測水深進行比對改正。通過以上注意事項從源頭減少水位誤差，判斷可靠性，用水位高程進一步實踐證明RTK高程是可靠的。測深儀安裝的控制方法測深儀是以聲波的形式通過換能器發(fā)射和接收，從而通過計算得出水深，那么測深儀的安裝過程中就要求我們更多要考慮的就是怎樣減少影響水深測量精度的因素，從而提高水深測量精度。安裝位置要求外界雜聲干擾少，要遠離電動機、排氣和排水管，避開這些機械產(chǎn)生的有規(guī)律的雜聲干擾，同時要避免測船行駛時在換能器底部出現(xiàn)氣泡。要求換能器必須安裝在離船艙較遠的地方，應該安裝在船的前半部，但是船首附近又是水

7、流沖擊船殼最激烈的地方，所以換能器宜安裝在離船艄1/21/3船長的部位，同時又遠在吃水線以下，但不低于船底（b）。為了使換能器安裝牢固，最好在換能器的前后兩側(cè)用繩索拉緊固定（a）。當在上述部位無法安裝或安裝有困難時，可適當前移，但不能后移。要注意勿移至船艄船長的部位。換能器底面要與水面平行，彳昵斜角不大于發(fā)射角的1/6。abc對于換能器，安裝時應使長的一邊和船軸線方向一致（c）。測深儀的主機應安裝在便于操作和駕駛員聯(lián)系的地方，便于指揮。電源電纜線不能太長，盡量簡短。盡量遠離機艙，以避免受機器強烈震動和電磁的干擾。換能器安裝是準確可靠進行水深測量的重要環(huán)節(jié)。換能器入水深度一般為0.30.8m,此

8、項誤差是常數(shù)，在深度改正中可以通過調(diào)節(jié)記錄紙零線位置進行消除。具體情況還要根據(jù)流速、航速和測量吃水的大小而定。船大，流速大，航速快，入水可深一些，反之，換能器入水可相應的淺一些。換能器桿安裝偏差由于換能器桿連接了RT躍線和換能器，換能器桿如果安裝不垂直，形成的偏角將導致測深儀測量的水深值具有系統(tǒng)性誤差，同時，由于RT躍線不垂直而使RTK®量高程比實際值偏小，也產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差。而且根據(jù)理論計算，我們可以得出由于換能器安裝不垂直形成的偏角越大，水深越深、換能器桿越長，則測量的水深值比實際值越大，深偏差越大?？梢姡瑴y深時應時刻注意換能器桿的安裝情況，保證其垂直方向安裝固定，必要時應使用安裝

9、架固定。同時，測量時一般避免行船方向與海浪方向垂直，測線盡量布置成與海浪方向一致，從而減小受傾斜因素影響。其它影響因素為了保證水深測量的精度，在RTK無驗潮水深測量中除了注意以上影響因素外，對測深儀本身誤差的改正、船速改正、聲速改正、海水的鹽咸度、渾濁度等都要進行仔細處理，避免誤差的累計。5總結(jié)在沿海港口碼頭經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，水運工程水深測量過程中新儀器（測深儀）的使用必將提高工作效率，RTK無驗潮測深技術雖已逐步被使用，但是要想得到精確的水深測量圖成果，需要考慮諸多因素的影響，只有有效控制每一項影響精度的因素，最終的成果質(zhì)量才能得到保障。本文通過現(xiàn)場水深測量實踐情況，分析了RTK無驗潮水深測量中影響精度的幾個關鍵問題，并提出了可行的控制方法。我們應該加以重視，通過各種有效對策方法來降低和避免各種誤差因素帶來的影響，往往我們最容易忽視這些細節(jié)，也正是我們認為最不會出現(xiàn)誤差的細節(jié)，結(jié)果導致誤差累計越大超出規(guī)范要求。反之，我們注重這些細節(jié)，那么對工程施工過程中的原地形地貌、分部分項水深驗收就能更準確的落實到數(shù)據(jù)上，為各工序的順利銜接打下堅實的基礎，提