漫谈水深测量.doc

漫谈水深测量 水深测量是直接为港口、航道及其配套设施建设提供水下地形资料的一项基础性测量。在常规的水深测量中，以前方交会法为例，它需要配备10余人才能开展工作，当GPS进入测深领域，作业人员大为减少，但还是由水位观测、定位、测深等项工作所组成。下面就这三项漫谈一下个人的体会。 1 水位观测 当测量面积不大，在某一水位站的有效控制范围内，用该站的水位资料对所测的水深进行改正即可。当测量面积较大时，所设置的二个水位站控制范围不能相互重叠，又因环境和其他条件所限，无法增设水位站时，水位的改正则需采用分带改正的方法。 水位分带改正方法适用于海区和内河的感潮河段，它要求相邻水位站的潮波方向基本一致，潮时和潮高的变化与距离成正比。 当测线离岸较远时，不仅要考虑瞬间海面在潮波传播方向的倾斜，还要考虑瞬间海面在側向的倾斜。这就是三站间的水位改正（三角分带改正）。 水尺应设在能充分反映测区水位变化，无沙洲、浅滩阻隔、无壅水回流现象的地方，不能在小河口内、外，潮汐汊道，水闸下等设立，因这些地方潮波变形。设立的水尺要防止干出或淹没，设置阶梯水尺相邻两根水尺要重叠20cm~30cm。水尺零点高程以不低于图根水准精度要求接测，且要有校核，每天使用前，都应进行检查。 用于测深改正的水位一般每10分钟观测一次，读数至cm，当涨急、落急时应予以加密观测。将观测的水位绘制水位过程曲线，正确的水位过程曲线应是正弦曲线，如有个别水位不正确，使水位曲线变异，可按曲线走向进行平滑，修改曲线。用于改正水深的水位应从水位过程曲线上摘取。 2 测深定位： 测深定位的方法有十余种，随着测量仪器的发展，一些定位方法已摒弃，目前我单位常用的有前方交会法、断面索法、GPS定位法。 2.1前方交会法 前方交会法应以三架经纬仪同步交会，若用二架经纬仪交会，如果发生有啥差错，也无法追溯，这好比三角形测了二个内角，另一个角度是1800减出来的。另外前方交会时，要注意交会角的大小，对三方向前方交会而言，最佳的交会角在85o~105o之间，当交会角过大或过小时，其点位精度将衰减得很快。三方向前方交会同步定点，对熟练的操作人员而言，其测点的平均点位中误差在±0.5m之内。 2.2断面索法 断面索法适用于离岸不远200m以内、河床坡度变化不是很大地方的水深测量，测量时，外档的大船用锚系固定在欲测量的断面方向上，小船依在断面方向上的测绳标记，逐点定位，测绳要始终保持在断面的方向上，测绳要拉直，不能有下垂现象，此方法的缺点是测量速度较慢，但内业简单。 2.3 GPS定位法 自80年代中期起，测量单位陆续购置了GPS接收机，在测深定位中也得到了应用。近几年普遍采用的是实时动态定位RTK（Real-Time kinematic）作业模式，它是由基准站、数据通讯链和移动站所组成，这是目前最先进的动态定位技术，其定位精度小于±1m，能满足1:500水下地形测量的要求，现在又实现了应用RTK技术无验潮水深测量。另一种较为常用的是利用RBN-DGPS系统来导航定位（Radio Beacon DGPS），交通部设立了20个RBN-DGPS无线电指向标发射台，覆盖我国整个沿海地区，以中波（283 .5-325.0KHZ）发佈DGPS改正信息，用户以信标GPS机接收，进行实时差分定位。它的定位精度随船台与发射台的距离远近相关，约在1 ~10m之间，适合小比例尺的水深测量。 3 测深 测深的工具有回声测深仪、测深锤和测深杆。后二种仅是在浅水及测深工作量不大的情况下使用。一般的回声测深仪均为单波束仪器，但其中又有单频和双频之分，双频测深仪能同时以二种不同的频率测量深度，高频精确测量水深，低频测出淤泥厚度及探测海底底质的类型。 测深仪的各项改正 应用测深仪所测得的深度，需经过（吃水、声速、水位等）各项改正，才能转换为图载水深，否则所测的深度是无意义的。 3.1声速改正 3.1.1根据水文资料改正 声波在不同密度的水中有不同的传播速度，水的密度又与海水盐度、水温等因素有关，尤其水温的变化对声速的影响最为显著，常用的声速改正为： Cn=1450+4.206t-0.0366t2+1.137(S-35) (m/s) 式中：Cn——实际声速度(m/s)； t——水温（CO）； S——含盐度%o （在淡水中S为零）。 3.1.2用声速仪改正 利用声速仪能采集到精度可靠的随深度连续变化的声速结果，更能体现测量自动化的要求，在测量软件上可实现对每个水深值进行准确的声速改正，提高测深的精度。除了国外的产品，目前国内也有声速仪生产，如无锡海鹰加科电子技术电子设备有限公司生产的HY系列声速剖面仪。近十余年来，测深仪的性能有了很大的提高，影响测深仪测深精度的技术性能已经从机械方面的影响转化为声速方面的影响为