李國洋 張林波

（江西理工大學建筑與測繪工程學院，江西 贛州 341000）

傳統(tǒng)的測量方法是利用全站儀等儀器獲得水下地形點的平面坐標，利用測深桿和回聲測深儀等方法獲得該點的水深數(shù)據(jù)，然后推算相應位置的水下高程，從而確定一點的三維坐標［1］。實踐證明，將“CORS+測深儀”結(jié)合使用，保證了測量數(shù)據(jù)精確性的同時還提高了作業(yè)效率。本文首先論述了CORS 結(jié)合測深儀水下地形測量基本原理，然后結(jié)合工程實例，從前期準備工作、外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理闡述了其作業(yè)步驟，最后就影響測量精確度的因素進行簡要闡述，以供類似工程參考。

1 基本原理

“CORS+測深儀”測量水下地形的基本原理為：在測深水下定位點的坐標與高程時，為了確保在測量過程中CORS 測量的點位與測深儀測量的水下點位在同一鉛垂線上，可將CORS流動站接收天線直接安裝在測深儀換能器的正上方，CORS用來測量換能器底部坐標、高程，測深儀測量水下定位點的水深［2］。如圖1所示，

水下定位點的高程計算公式為：

圖1 水下定位點高程計算示意圖

H＝H1-H2

其中，H表示水下定位點的高程；H1為換能器底部的高程；H2為換能器至水下定位點的水深。測量中，將GPS測量的高程減去測深儀測量的水深即為水下定位點的高程，換能器的平面坐標即為水下定位點的平面坐標。

2 作業(yè)步驟

2.1 設(shè)備選擇

中海達CORS 手簿，GPS 接收機，南方SDE-28 測深儀，40m 尼龍繩（根據(jù)實際情況確定），船只以及紙筆等。

2.2 數(shù)據(jù)采集

2.2.1 測深儀校正

連接好儀器，并設(shè)置好測深儀參數(shù)后，選取一個已知水深度的定位點進行測量，不斷更改聲速值的大小，直到測深儀顯示的水深度非常接近實際水深，此時測深儀設(shè)定的聲速，即為當?shù)禺敃r的聲速。

然后按照這個聲速參數(shù)，選取若干個已知水深度的定位點，對比測量值與實際值的大小，進行校正。

2.2.2 水下數(shù)據(jù)采集

將CORS 流動站接收天線直接安裝在測深儀換能器的正上方，然后將換能器固定在小船上；在河道兩旁分別打下兩個木樁（兩木樁連線垂直于河道），將準備好的尼龍繩（每隔5m 打一個繩結(jié)）固定在木樁上；沿河道每隔20m重復以上操作。

緩慢地沿尼龍繩劃動小船（確保小船沿垂直于河道的航線行駛），小船每行至一個繩結(jié)處，待GPS 接收機信號固定，記錄下此時的坐標及高程，同時記錄下測深儀顯示的示數(shù)。每條尼龍繩確定的航線記錄8個點的坐標及高程數(shù)據(jù)。然后將尼龍繩固定在下一處木樁處，重復以上操作。

2.2.3 河道兩岸的數(shù)據(jù)采集

在河道兩岸比較空曠段的斷面，利用CORS碎部測量的點模式進行測量。河道岸邊的防護林帶和其他信號不好的區(qū)域，可以用全站儀輔助測量?？傮w說來，在本次的河道斷面測量過程中，以CORS 測量為主，全站儀為輔。外業(yè)數(shù)據(jù)采集后，再進行內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)整理工作。

3 工程實例

該工程是2014年12月在江西省贛州市龍南縣桃江窯頭村上游1km 區(qū)域所進行的河道橫斷面測量，外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，結(jié)合手工記錄數(shù)據(jù)導入電腦，轉(zhuǎn)化為文本文件，部分數(shù)據(jù)如表1所示，將上述文件的水面高程減去實際水深即得到實際水下地形的高程數(shù)據(jù)，從而獲得水下地形點的三維坐標，最后將數(shù)據(jù)導入“南方CASS 成圖系統(tǒng)”軟件，即可繪制河道橫斷面的等深線。

表1 部分數(shù)據(jù)的文本文件

4 結(jié)語

應用“CORS+測深儀”進行河道橫斷面測量，我們?nèi)〉昧艘恍┙?jīng)驗。具體分享如下：

①通過二者的結(jié)合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)實時的、不間斷的外業(yè)采集工作。

②操作簡捷，準確性高，能夠大幅度提高野外作業(yè)的效率。

③數(shù)據(jù)量較多，及時記錄、備份、處理相當重要。

④正式作業(yè)前需要將CORS 直接測定水面高程數(shù)據(jù)與船上的測深儀所測數(shù)據(jù)加上水下高程進行比對檢查，盡可能地減少影響CORS高程可靠性的幾率。

⑤作業(yè)時要盡量選擇微風或無風天氣，測深儀采樣速度與船速要匹配。

⑥船在作業(yè)過程中要經(jīng)常檢查換能器吃水深度，以免水位過低，損壞換能器。

綜上所述，將“CORS+測深儀”應用于水下地形測量，不僅簡單、快捷，而且作業(yè)效率高，還能保證測量的精確度，目前在各大水庫、河流、航道等水域的水下地形測量中得到了廣泛的應用。但由于各個地區(qū)對水下地形測量的標準和要求均有所不同，本文是本人的個人經(jīng)驗，僅以此為類似工程提供參考。

［1］盧吉鋒，馮雪巍，徐偉.GPS-RTK技術(shù)配合數(shù)字測深儀進行水下地形測量方法的應用［J］.河北工程技術(shù)高等?？茖W校學報，2013（02）：42-44.

［2］劉偉倬.GPS-RTK淺談GPS結(jié)合回聲測深儀在水下地形測量中的應用［J］.城市建筑，2013（10）：251.