數字測深系統在淤積斷面測量中的應用

付冬

摘 要 隨著近十五年來計算機技術和測繪技術及手段的飛速發展，水下測繪也走進了全新的領域。本文討論的是數字測深系統配合GPS導航定位系統在庫區淤積斷面測量中的應用。

關鍵詞 數字探測系統 淤積斷面測量 測繪技術

中圖分類號：p228.4 文獻標識碼：A

實測測量任務位于松花江哈爾濱段，上起松花江上游五十二號航標（東經126€？8′，北緯 45€？0′），下至大頂子山航電樞紐工程（東經127€？7′，北緯45€？9′）全長約125公里。

1選用的設備情況及其性能特點

測深系統選用了中海達的HD-27測深儀。該系統配備了楔入式工業控制WINDOWS Xp操作平臺、亮度12寸液晶顯示屏（分辨率800€？00）、電阻式觸摸屏，以及最大發射功率為300W的雙頻換能器，外接工作電源供電。這套設備的特點是：高度A/D轉換，采樣速率達到153600次/秒，瀑布式顯示；數字化圖像處理技術，瀑布式圖像顯示及記錄，并可回放及打印；自動增益控制及時間增益控制；水底門跟蹤技術和脈寬選擇技術完美結合；內嵌測深和測量一體化軟件；電阻式觸摸屏，支持觸屏操作。觸摸屏的操作，需要使用不帶指甲的手指進行觸摸，防止刮傷觸摸屏造成阻值異常導致無法正常操作。

在設備安裝上，我們在測船上安裝一個測井，并把換能器安置其中，用鋼繩拉緊固定，并保證船入水后，換能器能完全浸沒在水中。在船頂安裝一個強制對中桿，并使其平面位置與換能器一致，將GPS接收機固定在上面。

在完成硬件設備的連接后，打開測探軟件，進行設備的參數及環境設置。吃水部分可設置范圍為0-9.9米；聲速對于淺水測量時可以簡單的使用單一聲速來校準；發射脈寬用于控制發射脈沖的寬度，點選自動時將根據不同檔位使用不同的發射脈寬；增益控制：當關閉自動增益時，可調節滑動棒來調節增益，在淺水時如果回波很淡，可以增大這個值，反之，如果回波一片模糊，就要減小這個值，TVG的值是隨著深度的增大，增益增大的快慢，這個值增大增益增加的越快。吃水還是要根據探頭入水深度來設置。

2泥沙監測大斷面的設置

從下游大頂子山大壩壩址至回水區共設置了32個監測斷面。每個斷面記載了詳實的平面端點數據，并加注了大地坐標。所選斷面均為有一定代表性的斷面。我們把這些數據按照（點號，X，Y）的格式輸入數據文件中，并把這些數據文件導入到測深軟件里，這樣在進行斷面數據采集時，我們就能實時地根據斷面的坐標位置，調整船的移動方向，從而保證外業采集到的數據準確有效，而不需要再設置端點樁，節省人力物力的情況下，保證了數據采集過程準確高效。

3外業數據采集

在已知坐標的控制點上架設基準站，保證基準站的電臺正常輸出信號，并且把移動站接受頻道調整至與基準站一致。在測船上打開測深測量一體化軟件，在斷面線調入的選項中把已經預先存在儀器中的斷面線的坐標數據加載進來。行船至斷面線一端，最好是起始方向一致，如果是北岸起測就都北岸起測，南岸起測就南岸起測，這樣能使采集的數據有序，便于整理，同時容易發現粗差。每測一個大斷面前，需要建立一個測線，手工記錄下測線，以及當前水位值。由于水面的風浪以及船體自身的原因，導致船身不能像在陸地一樣穩定，所以我們采用附近水文測報點提供的水位數據作為水面高程統一的起算數據。

在進行數據采集時還要注意以下幾點：

（1）衛星高度角不小于15€埃？

（2）觀測衛星不少于4顆，衛星分布象限不少于2個；

（3）觀測期間，應注意觀察儀器的工作狀態，宜避免電源中斷和人、畜、汽車等在天線附近走動。雷雨時應關機停測。

（4）不得重新啟動接收機、重新選擇工作模式、終止記錄數據、改變參數設置或移動天線。

4數據處理

測量過程中的數據都自動記錄并保存在以測線名命名的數據文件中，記錄的數據包括點位的序列號，平面坐標數據，高程數據，以及水深數據。我們可以方便地把這些數據文件，復制到微機中，并用EXCEL表格打開，用測報站的水位數據統一替換掉高程數據，然后用水位數據減掉水深，即可得到每個斷面點的三維坐標。

在后期處理中，我們主要依靠cass9.0軟件，進行數據的分析處理。把整理出來的斷面點三維坐標，按照cass軟件的格式要求導入軟件中。然后使用軟件中的斷面截取模塊，逐一截取大斷面。

5橫斷面的計算

應用cass9.0中的斷面土方計算中的任意斷面法，把截取好的斷面數據導入軟件中，把固定好的平場高程值輸出，軟件自動算出相對于平場高程的淤積量。然后點擊空白處，軟件可繪制出計算范圍的縮略圖，并且提供計算出的統計量。由于完全數字化采集成圖，可以方便地調整比例尺，輸出方面可以直接連接繪圖儀一體成圖。

6結論

利用全數字測深系統測量淤積斷面，精度完全滿足設計要求，并且大大節約了時間，節省了成本，從而提高了效率。

參考文獻

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