[科普中國]-江河測量

基本信息

江河測量有效促進(jìn)渡河工程保障偵察手段的改進(jìn)和偵察裝備的發(fā)展，綜合運(yùn)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位GPS-RTK、超聲波測深和數(shù)字測圖等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化江河測量。

江河測量是渡河工程偵察的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般需對河幅、水深、流速、河岸坡度進(jìn)行量測，必要時(shí)需對重點(diǎn)保障河段進(jìn)行水下地形的測量，傳統(tǒng)的江河測量通常采用工兵測遠(yuǎn)儀和經(jīng)緯儀對河幅進(jìn)行測量。采用陀測、繩測和桿測等方法進(jìn)行江河橫斷面的水深測量。水深測定后采用六分儀后交和經(jīng)緯儀前交等方法確定測點(diǎn)的平面位置，同時(shí)對水位進(jìn)行觀測以改正水深測量值這些作業(yè)方式對工況條件要求高、操作復(fù)雜、自動(dòng)化程度低，影響了測量的時(shí)效性和精確度，鑒于此，綜合運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)超聲波水深測量、流速測量技術(shù)分別進(jìn)行水上定位水深

主要目的江河測量是渡河工程偵察的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般需對河幅、水深、流速、河岸坡度進(jìn)行量測，必要時(shí)需對重點(diǎn)保障河段進(jìn)行水下地形的測量。傳統(tǒng)的江河測量通常采用工兵測遠(yuǎn)儀和經(jīng)緯儀對河幅進(jìn)行測量。采用陀測、繩測和桿測等方法進(jìn)行江河橫斷面的水深測量。

總體方案
應(yīng)用GPS-RTK等技術(shù)進(jìn)行江河測量的目的在于引進(jìn)先進(jìn)的測量儀器和現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)傳輸、處理和管理技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取渡河區(qū)域地理信息，提高渡河工程偵察的信息化程度RTK江河測量系統(tǒng)主要由主控站、基準(zhǔn)站和移動(dòng)站3部分組成其中，移動(dòng)站主要包括船臺站和便攜站，船臺站由測量載體移動(dòng)PG GPS接收機(jī)、回聲測深儀、數(shù)字流速儀及配套設(shè)備組成主要完成測點(diǎn)定位水深、流速測量等水上測量工作。便攜站由GPS接收機(jī)手持測竿、移動(dòng)電臺、TCS1控制器組成，可由單兵操作完成淺灘和河岸碎部測量。
系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)方案，如圖所示,其工作流程是:GPS接收機(jī)獲取空間定位信息，并在基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間進(jìn)行載波相位差分處理；回聲測深儀獲取測點(diǎn)水深數(shù)據(jù)，數(shù)字測速儀獲取流速數(shù)據(jù)；各類數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈傳輸至主控機(jī)主控機(jī)通過應(yīng)用軟件完成數(shù)據(jù)的讀職處理和成果輸出，并保存到存儲(chǔ)介質(zhì)中。

測線控制
傳統(tǒng)江河測量中，需要預(yù)先設(shè)置標(biāo)桿或浮標(biāo)等標(biāo)識物以控制測量載體的航線，不僅準(zhǔn)備工作繁重，而且受通視、工況、夜暗條件限制較大由于GPS定位系統(tǒng)具有良好的導(dǎo)航功能，在主控計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中建立導(dǎo)航模塊，并在移動(dòng)站配置TSC1測量控制器或移動(dòng)PC作為導(dǎo)航顯示器，通過主控站預(yù)先設(shè)置測量并向測量載體發(fā)送導(dǎo)航信息，移動(dòng)站接收并顯示導(dǎo)航信息，及時(shí)糾正航向。移動(dòng)站通過使用專業(yè)水上測量軟件，如MDCS或自主開發(fā)測量軟件，當(dāng)測量載體達(dá)到預(yù)置測線時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄GPS的定位數(shù)據(jù)回聲測深儀測得的水深數(shù)據(jù)和數(shù)字流速儀測得的流速數(shù)據(jù)，當(dāng)離開設(shè)定測線位置時(shí)自動(dòng)停止
進(jìn)行水下地形測量時(shí)，一般需要預(yù)設(shè)測量網(wǎng)，測量網(wǎng)的構(gòu)建通常有斷面法和散點(diǎn)法兩種方法，在采用斷面法設(shè)計(jì)測量線時(shí)，布設(shè)的斷面應(yīng)盡量與航道(或深槽或岸線)垂直，河道彎曲處，斷面一般布設(shè)成輻射狀。

在水道順直的情況下只需1個(gè)斷面起止點(diǎn)的坐標(biāo)即可，然后采用平移、徑向延伸、發(fā)散等方式產(chǎn)生不同形式的測量線該工作可通過編程實(shí)現(xiàn)，亦可借助專業(yè)軟件自動(dòng)完成如美國Motorola公司的差分GPS水道測量軟件，可根據(jù)水道情況產(chǎn)生階梯式測量線、輻射狀測量線、搜導(dǎo)式測量線、中心測量線，最后產(chǎn)生測量線文性。

對于江河橫斷面測量，可向計(jì)算機(jī)輸入斷面兩端點(diǎn)的坐標(biāo)，即可在主控計(jì)算機(jī)顯示器或移動(dòng)站導(dǎo)航顯示器出現(xiàn)斷面線，同時(shí)顯示測量載體位置及導(dǎo)航信息在已進(jìn)行了水下地形測量情況下，可以根據(jù)所測數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)方法擬合出水下三維地形，然后通過計(jì)算機(jī)編程提取江河橫斷面測點(diǎn)信息，進(jìn)而生成江河橫斷面圖。1

水深測量江河湖泊也需進(jìn)行水深測量。其程序?yàn)椋簻y量前確定測區(qū)范圍和測圖比例尺、設(shè)計(jì)圖幅、準(zhǔn)備圖板和展繪控制點(diǎn)、布設(shè)測深線和驗(yàn)潮站以及確定驗(yàn)流點(diǎn)和水文站的位置；測量船沿預(yù)定的測深線連續(xù)測深，并按一定間隔進(jìn)行測深點(diǎn)定位，同時(shí)進(jìn)行水位觀測，確定礁石、沉船等各種航行障礙物的準(zhǔn)確位置，探清最淺水深及其延伸范圍，并進(jìn)行底質(zhì)調(diào)查、測定流速和流向以及收集水溫及鹽度等資料；最后對水深測量的原始資料進(jìn)行各項(xiàng)改正，并檢查成果質(zhì)量以及繪制成果圖。