GPS技術(shù)在航道測(cè)量工程中的應(yīng)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(shì)就是定位精確度比較高、操作簡(jiǎn)單，能夠給各個(gè)行業(yè)與企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，被大量的應(yīng)用到實(shí)踐中。航道測(cè)量為當(dāng)前海域或者內(nèi)河航道中主要的測(cè)量作業(yè)操作方式，進(jìn)行航道開挖是極為重要的工作，能夠更好的促進(jìn)航道營運(yùn)能力的提升。但是在實(shí)際施工中，因?yàn)榈匦巍⒌刭|(zhì)以及水文等多種因素的影響，再加上自然環(huán)境的復(fù)雜性影響，導(dǎo)致航道測(cè)量難度很高，極大的影響測(cè)量?jī)x器的精確度，因此，需要選擇合適的測(cè)量與施工方式，可以更好的處理航道測(cè)量中的問題，能夠提高數(shù)據(jù)精確度。從實(shí)際情況分析，GPS運(yùn)用到航道測(cè)量中可以有效的消除上述幾個(gè)問題，所以被大量的使用到實(shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)生非常高的綜合效益。

2.航道測(cè)量

航道進(jìn)行必要的維護(hù)和管理是尤為關(guān)鍵的，從不同的目的出發(fā)，則具體的內(nèi)容也有著很大的差異，而航道測(cè)量和一般測(cè)量是有著一定的共性的，但是實(shí)質(zhì)上還有著明顯的差異，從測(cè)量?jī)?nèi)容角度出發(fā)進(jìn)行分析，航道測(cè)量和一般測(cè)量都必須要進(jìn)行地形、地貌等方面的測(cè)量，但是航道測(cè)量還要進(jìn)行水文、地形條件的分析，不同環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的結(jié)果是不同的，也會(huì)給測(cè)量精度造成影響，結(jié)合實(shí)際情況分析，航道測(cè)量會(huì)給航道質(zhì)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(cè)量工作，能夠給航道的維護(hù)與管理提供基礎(chǔ)條件，為今后船舶的航行提供良好的基礎(chǔ)。

3.航道測(cè)量的方案

要想建設(shè)完善的航道測(cè)量控制網(wǎng)，就要從多個(gè)方面來進(jìn)行，進(jìn)行控制點(diǎn)確定，在達(dá)到可靠性的標(biāo)準(zhǔn)之下，能夠考慮到多個(gè)方面來確定最為合理的測(cè)量實(shí)施方案，GPS定位能夠準(zhǔn)確的標(biāo)定兩點(diǎn)的箱梁，然后選擇最佳的測(cè)量模式。從應(yīng)用效果分析，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的數(shù)據(jù)精度是非常準(zhǔn)確的，應(yīng)該采用多個(gè)衛(wèi)星來開展跟蹤，因此，控制網(wǎng)航道測(cè)量并不會(huì)達(dá)到要求。

靜態(tài)定位模式的應(yīng)用，通常要使用兩臺(tái)或者更多的設(shè)備來進(jìn)行，布置一條或者多條基線的端點(diǎn)，一般能夠同時(shí)進(jìn)行5顆或者更多的衛(wèi)星觀測(cè)，間隔1小時(shí)進(jìn)行一次，是比較經(jīng)典的觀測(cè)方式，在觀測(cè)過程中所布置的觀測(cè)基線能夠組合成為閉合的圖形，以更好的開展檢查與核實(shí)工作，可以促進(jìn)測(cè)量精確度的提升。實(shí)現(xiàn)靜態(tài)定位的快速進(jìn)行，就要在測(cè)量區(qū)域的中間位置上布設(shè)一個(gè)基站，設(shè)置接收機(jī)，能夠聯(lián)系續(xù)跟蹤全部的可見衛(wèi)星，還有異步接收機(jī)能夠進(jìn)行流動(dòng)設(shè)站，各個(gè)位置的觀測(cè)時(shí)間僅為幾分鐘，該方式的使用可以提升測(cè)量速度和效果，能耗也比較低，兩部接收機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，但是并不組合成為閉合圖形，就會(huì)造成最終的數(shù)據(jù)可靠性較低。

4.GPS技術(shù)進(jìn)行航道測(cè)量的過程

航道測(cè)量過程中，通過應(yīng)用GPS數(shù)據(jù)資料來開展具體的工作，要準(zhǔn)備好硬件與軟件，這樣可以使得航道測(cè)量工作順利的開展。

(1)測(cè)量工作開始之前，應(yīng)該做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，首先是收集航道的相應(yīng)地圖，然后準(zhǔn)備好合適的繩索進(jìn)行一起的固定，測(cè)量船駕駛?cè)藛T應(yīng)該充分的了解被測(cè)量范圍內(nèi)的地形條件，要有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，以使得航道測(cè)量更加的安全、穩(wěn)定，準(zhǔn)確進(jìn)行水文的測(cè)量。

(2)安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，應(yīng)該先將準(zhǔn)備好的測(cè)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(yīng)該和測(cè)探儀換能桿的中心位置是相同的。GPS的信號(hào)接收機(jī)、測(cè)探儀以及計(jì)算機(jī)能夠穩(wěn)定的連接，各個(gè)設(shè)備都能夠正常的運(yùn)行。計(jì)算機(jī)中安裝的測(cè)探軟件，經(jīng)過衛(wèi)星將信息傳輸?shù)交局校缓筮M(jìn)行差分處理，就能夠在計(jì)算中獲得相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。

(3)航道斷面圖測(cè)量環(huán)節(jié)，進(jìn)行船行駛的測(cè)量，速度要控制在合理的范圍內(nèi)，不能超出標(biāo)準(zhǔn)要求，還要保證均勻、緩慢的行駛，防止出現(xiàn)擺動(dòng)幅度過大的情況，斷面間距要結(jié)合實(shí)際情況做出設(shè)定，并且計(jì)算機(jī)做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄，比如點(diǎn)位、水深等數(shù)據(jù)，外業(yè)軟件測(cè)量斷面圖要根據(jù)內(nèi)業(yè)軟件所獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行，最終能夠確定航道水深參數(shù)。

(4)測(cè)量實(shí)施環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確記錄各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，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(dá)規(guī)定的測(cè)量位置上，只有在鄰近的位置上才能準(zhǔn)確確定點(diǎn)位號(hào)，然后在計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)的航跡圖位置，可以在符號(hào)上標(biāo)注相應(yīng)的數(shù)字，測(cè)量環(huán)節(jié)還要保存各項(xiàng)技術(shù)文件，不能存在數(shù)據(jù)遺失等情況。

(5)外業(yè)軟件開展進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)修正處理，然后能夠獲得相應(yīng)的水深點(diǎn)位與航道標(biāo)志等，內(nèi)業(yè)處理環(huán)節(jié)，可以通過軟件來做好航道標(biāo)志、航道標(biāo)記方面的工作。航跡線編輯的過程中，應(yīng)該結(jié)合具體的地物進(jìn)行標(biāo)注，然后使用軟件計(jì)算確定航道內(nèi)的里程數(shù)據(jù)，明確建筑物的距離與位置數(shù)據(jù)。然后根據(jù)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(diǎn)的位置，進(jìn)而能夠明確掌握具體的水深、河道寬度等方面的數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合整理分析計(jì)入到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

5.航道水下測(cè)量的問題

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

(1)要想提升數(shù)據(jù)的精度，GPS測(cè)量系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化的處理，平面定位與水下測(cè)量根本不能同時(shí)進(jìn)行，可以根據(jù)測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)來做好儀器的調(diào)整。在測(cè)量環(huán)節(jié)，應(yīng)該結(jié)合所存在的問題總結(jié)出切實(shí)可行的方法，要提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與靈活性，要保證測(cè)量船航行的穩(wěn)定與勻速，不能存在過大幅度擺動(dòng)的情況，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)河段的有效測(cè)量，不能存在遺漏的情況，一旦發(fā)現(xiàn)有礁石，應(yīng)該增大測(cè)量的密度，以合理的進(jìn)行水深、水位等方面數(shù)據(jù)的調(diào)整。

(2)為能夠提升測(cè)量效率，通過GPS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)探測(cè)船的導(dǎo)航精確進(jìn)行，能夠按照工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水深尺寸的檢測(cè)，在該階段中，應(yīng)該考慮到實(shí)際工作的需要，選擇科學(xué)合理的處理方式，提前結(jié)合情況設(shè)置航線，確保間隔距離合格且均勻，在測(cè)深船實(shí)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(cè)量結(jié)果達(dá)到要求。

6.測(cè)量結(jié)果的驗(yàn)證

通過GPS來實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作后，要根據(jù)實(shí)際工作的需要來實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的驗(yàn)證。為了能夠保證驗(yàn)證結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)該選擇多條航道來進(jìn)行驗(yàn)證，與大比例航道圖來實(shí)現(xiàn)綜合分析，如果航道的起點(diǎn)位置上存在有固定的位，則應(yīng)該和GPS測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析，最終的測(cè)量里程偏差要控制在5-10cm以內(nèi)，通過GPS方式來實(shí)現(xiàn)航道斷面的測(cè)量，可以獲得準(zhǔn)確的水深數(shù)據(jù)信息，和相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)比，將時(shí)間影響因素消除掉，確定二者數(shù)據(jù)偏差超出要求。

7.結(jié)論

航道測(cè)量作業(yè)階段，要進(jìn)行地形條件、水深、流速等方面數(shù)據(jù)的測(cè)量，但是因?yàn)閮?nèi)河航道的地形條件復(fù)雜性較高，所以對(duì)于測(cè)量工作要求也是比較高的，因此，航道測(cè)量環(huán)節(jié)中要提起足夠的重視。現(xiàn)代社會(huì)水運(yùn)事業(yè)發(fā)展速度非常快，航道是當(dāng)前水運(yùn)重要基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展速度非常快，需要達(dá)到設(shè)計(jì)、施工、安全性的標(biāo)準(zhǔn)，就要加強(qiáng)航道測(cè)量管理，以保證航道日常維護(hù)與管理符合要求，滿足水運(yùn)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

航道測(cè)量的實(shí)踐中，GPS技術(shù)的應(yīng)用可以有效的促進(jìn)測(cè)量效率、精確性的提升，能夠避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差過大的情況，如果進(jìn)行各項(xiàng)GPS測(cè)量技術(shù)的合理應(yīng)用，可以降低測(cè)量成本，提高測(cè)量綜合水平，縮短工期，并且產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。從實(shí)踐的應(yīng)用效果分析，通過GPS技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠提高航道測(cè)量綜合水平，還能夠應(yīng)用到多種條件下，給內(nèi)河航道信息管理提供有利支持，也能夠給整個(gè)航道管理與維護(hù)工作提升奠定基礎(chǔ)，為今后我國的水運(yùn)事業(yè)的高速發(fā)展有著非常重要作用，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的穩(wěn)步發(fā)展。