疏浚工程 RTK-GPS 水深測(cè)量監(jiān)理控制要點(diǎn)

　　目前對(duì)于較大比例尺的測(cè)圖，也采用差分 GPS 技術(shù)進(jìn)行，再利用計(jì)算機(jī)和繪圖儀便可以組成水下地形測(cè)量自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　ng>GPS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)RTK定位原理ng>

　　GPS 測(cè)量分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)刹糠郑琑TK 是動(dòng)態(tài)測(cè)量部分的一個(gè)重要形式，常規(guī) RTK 海上動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)由 GPS 接收機(jī)、差分基準(zhǔn)臺(tái)、無(wú)線電傳輸設(shè)備和一系列軟件組成。一個(gè)基準(zhǔn)臺(tái)可供任意船臺(tái)差分定位。基準(zhǔn)臺(tái)的作用是向船臺(tái)發(fā)送系統(tǒng)差分定位改正數(shù)。

　　水深施測(cè)時(shí)，利用 GPS 控制點(diǎn)成果，在 GPS?RTK 手薄中進(jìn)行點(diǎn)校正，將基準(zhǔn)站架設(shè)在離測(cè)區(qū)近的控制點(diǎn)上，用 GPS?RTK 手薄啟動(dòng)基準(zhǔn)站。將轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)的海洋測(cè)繪導(dǎo)航軟件中，把測(cè)深儀接口及定位系統(tǒng)接口同時(shí)連接計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)同步定位、測(cè)深。

　　為了確保測(cè)深點(diǎn)的平面位置與該點(diǎn)測(cè)深同步，GPS 的接收天線安裝在測(cè)深儀換能器的同一鉛垂線上方，只要精確設(shè)置流動(dòng)站天線高，就可以實(shí)時(shí)地測(cè)量潮位。

　　ng>水深測(cè)量作業(yè)步驟ng>

　　水深測(cè)量作業(yè)分三步來(lái)進(jìn)行,即測(cè)前的準(zhǔn)備、外業(yè)的數(shù)據(jù)采集測(cè)量作業(yè)和數(shù)據(jù)的后處理形成成果輸出。

　　ng>測(cè)量前準(zhǔn)備工作ng>WGS-84?坐標(biāo)系統(tǒng)是目前 GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng) ,?GPS 所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)是1954 年北京坐標(biāo)系,該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。在校正過(guò)程中應(yīng)具有當(dāng)?shù)赝队暗淖钌?3 個(gè)及以上 3D 當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格坐標(biāo) , 這樣可以提供足夠的冗余度。外業(yè)的數(shù)據(jù)采集測(cè)量作業(yè)基準(zhǔn)站設(shè)置在已知點(diǎn)上，已知點(diǎn)最好是高級(jí)的北京 54 坐標(biāo)或西安 80坐標(biāo)系，這時(shí)已知點(diǎn)就不必到其他已知點(diǎn)上進(jìn)行點(diǎn)校正，移動(dòng)站測(cè)量定位顯示坐標(biāo)為北京 54 或西安 80 坐標(biāo)。

　　但基準(zhǔn)站設(shè)置完成后移動(dòng)站必須到其他已知點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。基準(zhǔn)站、流動(dòng)站設(shè)置完成且進(jìn)行點(diǎn)校正或復(fù)驗(yàn)合格后，還要進(jìn)行測(cè)量軟件顯示坐標(biāo)與移動(dòng)站測(cè)量手薄顯示坐標(biāo)之間的固定差值計(jì)算，擬在測(cè)量軟件中進(jìn)行固定偏差改正。

　　為了保證定位精度，無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量時(shí)，測(cè)量軟件中記錄限制設(shè)置為 RTK固定。要注意將利用轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)量的測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo) (RTK 無(wú)驗(yàn)潮成果 ) 與GPS?RTK 手薄中點(diǎn)校正測(cè)量的測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行比較，確保各種設(shè)置正確。

　　無(wú)驗(yàn)潮技術(shù)進(jìn)行固定斷面水下地形測(cè)量時(shí)，利用下面的公式計(jì)算測(cè)點(diǎn)海底高程 ：測(cè)點(diǎn)海底高程 =1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)潮位 - 水深 ( 測(cè)深儀測(cè)量 ) ；

　　1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)潮位 =GPS 天線高程 - 天線中心至水面距離。

　　ng>RTK水深測(cè)量的優(yōu)勢(shì)ng>

　　RTK 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量方法利用 GPSRTK 與數(shù)字測(cè)深儀同步觀測(cè) ,可進(jìn)行船姿改正，可解決水位、風(fēng)浪對(duì)水下地形測(cè)量的影響，無(wú)驗(yàn)潮水下地形測(cè)量，在風(fēng)浪、潮差較大的區(qū)域的測(cè)量作業(yè)更顯現(xiàn)出 RTK 的作業(yè)優(yōu)勢(shì)。

　　RTK 無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量時(shí)應(yīng)控制作業(yè)距離，以保證測(cè)量精度。

　　ng>水深測(cè)量的監(jiān)理控制方法與管理手段ng>

　　應(yīng)對(duì)所采用的儀器、參測(cè)人員、測(cè)量技術(shù)手段進(jìn)行審查，在測(cè)量過(guò)程中對(duì)關(guān)鍵進(jìn)行監(jiān)控及監(jiān)理工程師對(duì)測(cè)量成果核批和簽認(rèn)是確保測(cè)量質(zhì)量的重要內(nèi)容。

　　ng>水深測(cè)量作業(yè)準(zhǔn)備前監(jiān)控ng>審核水深測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書，明確測(cè)量范圍。技術(shù)設(shè)計(jì)的作業(yè)方案、內(nèi)容是否規(guī)范及合理，并作精度和進(jìn)度評(píng)估，驗(yàn)證可行性，設(shè)計(jì)用的測(cè)圖比例、范圍、周期能否滿足疏浚工程要求，引用的原始數(shù)據(jù)及資料、采用坐標(biāo)、高程系統(tǒng)、投影帶和投影面是否滿足規(guī)范要求。產(chǎn)生的投影變形能否滿足測(cè)量精度要求，水位站布置的密度，數(shù)量，站址選擇是否合理并在有效控制范圍之內(nèi)。

　　選用的測(cè)深及繪圖軟件有無(wú)驗(yàn)證或技術(shù)鑒定，測(cè)深線布設(shè)方向、間距、密度、定位點(diǎn)距能否滿足疏浚工程需要，定位方式，站臺(tái)布設(shè)及精度估算能否滿足規(guī)范。測(cè)深線布設(shè)要求主測(cè)深線宜垂直于等深線總方向、挖槽軸線或岸線。疏浚測(cè)量應(yīng)布設(shè)垂直于主測(cè)深線的縱向測(cè)深線，間距不宜大于主測(cè)深線間距的 4 倍。測(cè)深檢查線宜垂直于主測(cè)深線，長(zhǎng)度不宜小于主測(cè)深線總長(zhǎng)度的 5%。

　　選用儀器必須經(jīng)過(guò)率定并在有效期內(nèi)，測(cè)量人員應(yīng)持證，并有不同等級(jí)資質(zhì)證書。

　　ng>水深測(cè)量作業(yè)過(guò)程中的監(jiān)理控制與管理ng>在水深測(cè)量作業(yè)中，要充分發(fā)揮監(jiān)理的作用，按照工序逐步監(jiān)理到位。

　　采用 GPS-RTK 定位時(shí)，岸臺(tái)位置選擇應(yīng)在視野開闊的控制點(diǎn)上，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的仰角小于10 度，并避開強(qiáng)磁或電信號(hào)干擾。水深測(cè)量開始前應(yīng)在高級(jí)點(diǎn)上對(duì)差分 GPS 接收機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)和比對(duì)，比對(duì)時(shí)間不應(yīng)少于1h 等。

　　當(dāng)養(yǎng)分改正數(shù)的齡期大于 30s 時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。

　　檢查工前、工后測(cè)深儀調(diào)試比對(duì)是否規(guī)范，測(cè)深儀在船上安裝，換能器的安裝是任何“測(cè)量”型測(cè)深儀安裝的重要部分，如果換能器安裝不正確，測(cè)量取得的數(shù)據(jù)將無(wú)法保證測(cè)量結(jié)果的正確性。

　　每次測(cè)深前、后應(yīng)在測(cè)區(qū)內(nèi)對(duì)測(cè)深儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)。當(dāng)水深小于 20m時(shí)，可用聲速儀、水聽器或檢查板對(duì)測(cè)深儀進(jìn)行校正，直接求測(cè)深儀的總改正數(shù)。

　　檢查原深度繩應(yīng)使用伸縮性小的材料制成，并應(yīng)用鋼卷尺校準(zhǔn)。當(dāng)用檢查板校準(zhǔn)測(cè)深儀時(shí)，測(cè)深儀應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，水面平靜，流速較小，檢驗(yàn)深度宜接近當(dāng)日測(cè)量的最大水深，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)記錄在測(cè)深模擬記錄紙上。

　　檢查 GPS 接收機(jī)差分信號(hào)接收正常，搜索衛(wèi)星規(guī)范，幾何因子滿足規(guī)范，聯(lián)接測(cè)深儀電腦等各種指標(biāo)正常后投入正式作業(yè)。水深測(cè)量應(yīng)配置模擬記錄及數(shù)字記錄的測(cè)深儀，應(yīng)同時(shí)校對(duì)比較模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)以模擬信號(hào)為準(zhǔn)。測(cè)深儀的轉(zhuǎn)速偏差不應(yīng)大于1%。工作電壓與額定電壓之差，直流電源不應(yīng)大于10%。

　　測(cè)深儀記錄紙的走紙速度應(yīng)與測(cè)量船的航速相匹配，記錄紙上的回波信號(hào)應(yīng)能清晰反映水底地貌。測(cè)深儀記錄紙也是測(cè)量成果比對(duì)的重要數(shù)據(jù)之一。

　　檢查測(cè)深定位點(diǎn)點(diǎn)位中誤差是否滿足規(guī)范要求。

　　檢查圖板中（含電子圖板）測(cè)量區(qū)域分區(qū)界限及邊界繪制是否正確，測(cè)量范圍線或主檢測(cè)深線布設(shè)符合要求。

　　測(cè)深應(yīng)在風(fēng)浪較小的情況下進(jìn)行。當(dāng)沿海海波高超過(guò) 0.6m 時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。

　　測(cè)深線實(shí)施中符合設(shè)計(jì)要求，超限時(shí)作了補(bǔ)測(cè)，測(cè)深點(diǎn)間距或內(nèi)插水深符合要求，主、檢測(cè)深線比例和布設(shè)合理，圖上 1cm 以內(nèi)主檢測(cè)點(diǎn)水深差在規(guī)范限差之內(nèi)。特別注意對(duì)因聲波干擾而出現(xiàn)的假水深的處理，應(yīng)科學(xué)實(shí)際，不得無(wú)故取消航道中的淺點(diǎn)。

　　水深測(cè)量外業(yè)完成后，監(jiān)理及時(shí)拷貝原始測(cè)深數(shù)據(jù)，然后利用專業(yè)軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換整理，并檢查測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)應(yīng)滿足相關(guān)要求。

　　以上作業(yè)中，應(yīng)順應(yīng)工序進(jìn)展監(jiān)理，逐一檢查或抽查，發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)或不規(guī)范時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)糾正，停工或責(zé)令返工，以確保測(cè)量成果質(zhì)量。