水上測量系統與流速流向的思考

長江萬州航道處 隆 華 江學偉 趙 健

一、概述

長江航道水域在規劃、建設、管理、養護實際工作中，需要對水面的流速流向進行測量。傳統測量流速流向精度為流速＜3.5‰±0.002m/s 流向±5°，內業需要人工對數據處理，手工繪圖，內業處理的平均水面流速流向跟蹤測量系統的研制時間為18 分鐘。該方法測量精度偏低、人員配置多、工作效率低下。為提高流速流向測量精度、減少人力消耗、縮短內業處理時間、提高測量工作效率，確定對水面流速流向跟蹤測量系統進行優化，希望在現有船舶測量設備的基礎上采用一個集數據采集、數據整理、繪圖等功能于一體的測量系統。

二、可行性分析

1、傳統方法平均內業處理時長由18.9 分鐘，新系統只需要點擊幾下鼠標即可完成內頁處理，5 分鐘之內方可出圖。

2、傳統方法測量時需要至少7 名工作人員互相配合才能完成流速流向圖，新方法只需3 人操作電腦即可出圖。

三、實施方案

選擇水面流速流向跟蹤測量系統系統架構方案，水面流速流向跟蹤測量系統按工作機制可分為動態系統和靜態系統，查閱了國內外流速流向測量的文獻，提出以下兩種方案，經過以上分析比較，結合航道測量船動態特性，作為系統結構最佳方案。

四、設備及數據庫的選擇

1、為了提高測量精度，系統需要配備一套差分基站，選用了DGPS 差分基站作為系統定位設備。

2、測量浮標需要放在江水中工作，所以材料必須達到“三防”標準，同時考慮到攜帶方便等問題，浮標不能過重，還有浮標中要安裝太陽能充電板，所以，材料必須透光。經過調研分析，決定采用上部聚合樹脂，下部鈦合金作為浮標浮體材料。

3、測量浮標內裝有內置蓄電池，電池對浮標內的電子設備供電，采用重量輕、體積小 缺鋰電池作為測量浮標的電源。

4、系統數據庫的選擇

確定采用SQL SERVER2000 作為系統數據庫，如圖1所示。

五、最佳方案的確定及實施

根據以上一系列的分析試驗和對比選擇后，確定水面流速流向跟蹤測量系統的最佳方案。如圖2所示。

圖2

實施方案，確定分步進行實施：

1、明確了系統架構，為系統研制提供了依據。選取定位設備

2. 整理了測量控制點的相關資料。

3. 測量精度顯著提高。

4、選擇合適的數據庫編寫軟件選擇SQLSERVER2000數據庫選恰當，滿足系統軟件設計要求。

5、選擇了大橋橋區進行流速流向測量試驗。取

圖3 流速流向圖

實施效果：

1、活動前需要7 人合作完成，現在只需要2 人操作即可完成，內業處理出圖時間為3 分鐘，達到了預期效果。

2、我們對流速流向的精度做了檢測，流速精度小于1.5‰±0.002m/s 流向精度誤差±3°符合預期效果。

3、測量工作內業處理實際時長為3 分鐘，預期為5 分鐘。

通過實驗，達到并超過了目標值。有效的提高了工作效率。