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[摘 要]通过具体事例阐述了水深测量的方法、水深测量过程中产生的一些误差及其消减方法。
[关键词]水深测量 深度基准面 水位
中图分类号:TP2379 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)10-0099-01
水深测量是指测定水面上某一点至水底的垂直距离及该点平面位置的工作。水深测量是水道测量和水底地形测量的重要环节,目的是为了分析河流演变趋势,为港口、码头、桥梁建设提供可靠的依据;为船舶航行提供航道深度和确定河流浅滩的位置、深度。因此,水深测量也是维护航道安全通畅的主要途径。
水深测量的内容:水深测量的内容包括两方面:一方面是测深点的深度测量,测量水深所使用的工具和仪器一般有测深杆、测深锤和测深仪等。为连续测得水深,必须选择适当的测深线间隔和方向。测深线间隔一般取为圖上 1-1.5厘米,测点间距一般为图0.5-0.7厘米。
测得水深后,必须进行水位改正。就是把在瞬时水面上测得的深度归算到由深度基准面起算的深度。
另一方面是测深点的定位:在水深测量工作中,还要精确地测定深度点的平面位置,这项工作简称为定位。用测深仪测深时,深度点的平面位置是换能器的平面位置;用测深杆、水砣测深时,深度点的平面位置是测深杆、测深杆或水砣绳与水面垂直相交时的平面位置。
水深测量的误差:仪器误差,声速误差,水位观测误差。
仪器误差,主要是测深仪本身的测量误差,以及调节测深仪输入吃水,声速值等误差,测深仪老化导致误差,在施测过程中,声波遇到汽泡,水中悬浮物,河底水草等杂物等,出现假水深从而影响测深精度。在换能器不垂直的情况下使用,造成倾角,带来系统误差使所测水深值偏大,由于船在转弯、流速变化不均匀的地段航行时,动力吃水也在不断变化,影响测深精度测深仪工作原理是从水面的换能器向水底发射声波,声波遇到不同介质反射,被换能器接收,所经历的时间与声速乘积的一半为点到水底的垂直距离,即该点的水深。声速值的大小与水的温度、盐度,含沙量,水压等有关。在不同的水域,不同的时间声速值相差很大。要想在不同时间不同地点或相同地点所测水深值具有可比性,必须确定一个统一的深度基准面。水深测量工作中进行同步水位观测,才能保证实测深度正确地归算到统一的深度基准面。
水深测量方法改进:
在回声测深仪出现以前,用测深杆施测水深,用前方交会、后方交会,极坐标法进行平面定位。这样的方法太深的区域无法施测,借助于测深锤,易受水流冲击,使得所测水深与真值之间误差较大。模拟回声测深仪的出现使测深精度有所提高,解决了测深问题,但由于与经纬仪等定位仪器不同步以及观测者对目标点的选取存在误差,导致水深点与定位点不在同一位置,因此误差也是很大的。近年来随着数字测深仪的发展,GPS的不断更新, 在水深测量中,通过回声测深仪连接GPS。二者能通过测量软件及传输线连接起来,这样在外业工作时,只需要在软件中根据工作要求设置按距离或按时间定位,保证了测深与定位同时进行,消减了因测深与定位不同步产生的误差。
松花江某区段,线长点稀在施测水深前,先进行平面控制测量,用GPS静态方式,测定所选控制点平面位置,解算出平面坐标,再用水准测量的方法测出各个控制点的高程。遵循先整体后局部,先控制后碎部的测量原则。在已知控制点上架设HDV30GPS基准站,将移动站与测深仪连接,在HD310测深仪中建立新的任务,输入测区中央子午线经度,参考已知点坐标确定图幅左下角坐标,更改参数,按测区1:5000比例尺要求,测点间距为35米,即每隔35米采集一个水深定位点。
图1-1中粗红线为定位点模拟水深,细红线为定位点处水深。
高频图框中显示的是调整吃水60厘米后的当前水深值,测船吃水值分为静吃水和动力吃水,静吃水是旨测量船艇在静止不动时水面到换能器底部的垂直距离,动力吃水简称动吃水是指水深测量船舶在航行时,水面到换能器底部距离,由于受推进器的作用,动吃水要大于静吃水,精确计算动吃水是一个非常复杂的过程,它受船速、航向等多种因素的影响,在工作中可将动吃水取一个均值进行调整。在水深测量工作中可以用三种方法消减动吃水的影响,一是在外业工作前将静吃水加上动吃水作为测深仪吃水;二是在用测深改正软件改正水深时加上动吃水值;三是在水深上图后用内业成图软件将所有水深值统一平移。可用温度和盐度(在江河中盐度值一般为0)的设定,配合浅区杆测水深与测深仪所测水深进行比对,来减小声速带来的影响。测量外业工作结束后,结合图1-1、图1-2剔除汽泡,悬浮物等干扰出现的假水深,提高测量精度。用设计水位减去工作水位,推算水深改正数,最后编辑成图。 这里所说的设计水位是指在航运经营和航道整治维护中,需要确定的最低通航水位和最高通航水位,分别称为设计最低通航水位和设计最高通航水位,统称为设计水位。
结束语 随着测绘技术的不断发展,测量仪器的不断更新,水深测量的方法也在不断增多,以适应我国江河水上、水下工程建设及海洋开发和利用的要求。
[关键词]水深测量 深度基准面 水位
中图分类号:TP2379 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)10-0099-01
水深测量是指测定水面上某一点至水底的垂直距离及该点平面位置的工作。水深测量是水道测量和水底地形测量的重要环节,目的是为了分析河流演变趋势,为港口、码头、桥梁建设提供可靠的依据;为船舶航行提供航道深度和确定河流浅滩的位置、深度。因此,水深测量也是维护航道安全通畅的主要途径。
水深测量的内容:水深测量的内容包括两方面:一方面是测深点的深度测量,测量水深所使用的工具和仪器一般有测深杆、测深锤和测深仪等。为连续测得水深,必须选择适当的测深线间隔和方向。测深线间隔一般取为圖上 1-1.5厘米,测点间距一般为图0.5-0.7厘米。
测得水深后,必须进行水位改正。就是把在瞬时水面上测得的深度归算到由深度基准面起算的深度。
另一方面是测深点的定位:在水深测量工作中,还要精确地测定深度点的平面位置,这项工作简称为定位。用测深仪测深时,深度点的平面位置是换能器的平面位置;用测深杆、水砣测深时,深度点的平面位置是测深杆、测深杆或水砣绳与水面垂直相交时的平面位置。
水深测量的误差:仪器误差,声速误差,水位观测误差。
仪器误差,主要是测深仪本身的测量误差,以及调节测深仪输入吃水,声速值等误差,测深仪老化导致误差,在施测过程中,声波遇到汽泡,水中悬浮物,河底水草等杂物等,出现假水深从而影响测深精度。在换能器不垂直的情况下使用,造成倾角,带来系统误差使所测水深值偏大,由于船在转弯、流速变化不均匀的地段航行时,动力吃水也在不断变化,影响测深精度测深仪工作原理是从水面的换能器向水底发射声波,声波遇到不同介质反射,被换能器接收,所经历的时间与声速乘积的一半为点到水底的垂直距离,即该点的水深。声速值的大小与水的温度、盐度,含沙量,水压等有关。在不同的水域,不同的时间声速值相差很大。要想在不同时间不同地点或相同地点所测水深值具有可比性,必须确定一个统一的深度基准面。水深测量工作中进行同步水位观测,才能保证实测深度正确地归算到统一的深度基准面。
水深测量方法改进:
在回声测深仪出现以前,用测深杆施测水深,用前方交会、后方交会,极坐标法进行平面定位。这样的方法太深的区域无法施测,借助于测深锤,易受水流冲击,使得所测水深与真值之间误差较大。模拟回声测深仪的出现使测深精度有所提高,解决了测深问题,但由于与经纬仪等定位仪器不同步以及观测者对目标点的选取存在误差,导致水深点与定位点不在同一位置,因此误差也是很大的。近年来随着数字测深仪的发展,GPS的不断更新, 在水深测量中,通过回声测深仪连接GPS。二者能通过测量软件及传输线连接起来,这样在外业工作时,只需要在软件中根据工作要求设置按距离或按时间定位,保证了测深与定位同时进行,消减了因测深与定位不同步产生的误差。
松花江某区段,线长点稀在施测水深前,先进行平面控制测量,用GPS静态方式,测定所选控制点平面位置,解算出平面坐标,再用水准测量的方法测出各个控制点的高程。遵循先整体后局部,先控制后碎部的测量原则。在已知控制点上架设HDV30GPS基准站,将移动站与测深仪连接,在HD310测深仪中建立新的任务,输入测区中央子午线经度,参考已知点坐标确定图幅左下角坐标,更改参数,按测区1:5000比例尺要求,测点间距为35米,即每隔35米采集一个水深定位点。
图1-1中粗红线为定位点模拟水深,细红线为定位点处水深。
高频图框中显示的是调整吃水60厘米后的当前水深值,测船吃水值分为静吃水和动力吃水,静吃水是旨测量船艇在静止不动时水面到换能器底部的垂直距离,动力吃水简称动吃水是指水深测量船舶在航行时,水面到换能器底部距离,由于受推进器的作用,动吃水要大于静吃水,精确计算动吃水是一个非常复杂的过程,它受船速、航向等多种因素的影响,在工作中可将动吃水取一个均值进行调整。在水深测量工作中可以用三种方法消减动吃水的影响,一是在外业工作前将静吃水加上动吃水作为测深仪吃水;二是在用测深改正软件改正水深时加上动吃水值;三是在水深上图后用内业成图软件将所有水深值统一平移。可用温度和盐度(在江河中盐度值一般为0)的设定,配合浅区杆测水深与测深仪所测水深进行比对,来减小声速带来的影响。测量外业工作结束后,结合图1-1、图1-2剔除汽泡,悬浮物等干扰出现的假水深,提高测量精度。用设计水位减去工作水位,推算水深改正数,最后编辑成图。 这里所说的设计水位是指在航运经营和航道整治维护中,需要确定的最低通航水位和最高通航水位,分别称为设计最低通航水位和设计最高通航水位,统称为设计水位。
结束语 随着测绘技术的不断发展,测量仪器的不断更新,水深测量的方法也在不断增多,以适应我国江河水上、水下工程建设及海洋开发和利用的要求。