航道疏浚工程测量中海洋测绘通信技术的应用分析

航道疏浚工程测量中海洋测绘通信技术的应用分析

黄涛

510922199007308074 四川省眉山市 620000

摘要：随着科学技术的迅猛发展，各种现代化高端技术使航道疏浚项目在施工建设中获得全新技术的支持，尤其是海洋测绘和新型通信技术二者的有效结合，能显著增加疏浚工程测量结果的精准度，进而为工程建设提供科学、可靠的数据支撑。该文列举海洋测绘技术及通信设备类型，同时结合具体航道疏浚工程项目，详细地探究海洋测绘通信技术的应用要点与措施方法，以期能从理论层面上给同行实践工作提供一定的技术支持。

关键词：航道疏浚工程；海洋测绘；通信设备；技术应用

中图分类号：U616

文献标识码：A

引言

传统的海洋测绘方式主要是采用单声波的形式，将测量船作为作业平台，借助平板仪等辅助设备达到测量目的，广泛应用于点状型的测量任务。缺点就是通过该测量手段较难获得全面的数据信息，并且测量作业效率偏低。现代海洋测绘多利用微型设备的精准定位功能结合多声波的形式来实现，完成了从点到线的升级，尤其是提高了复杂海洋地质类型、厚淤泥底质等作业区域的测量精度。

1海洋测绘技术与通信设备类型

1.1平面定位设备

使用的平面定位设备为法国公司生产的Sagitta02LRK-DGPS。Sagitta（射手）接收机为航道疏浚工程现场测量中常用的一种设备类型，这种设备最大的特点是采用UHF电台数据链精准、可靠传输海洋测绘和通信相关信息，设备自身具有较高的灵活性。在现场作业过程中，该设备的维持安稳性可以起到一定的积极作用，并且数据链的实际覆盖面积相对较宽广，实际作业范围能够超过40km（5颗或者更多卫星），不会由于距离远等客观因素的制约而无法执行测量任务，典型OTF初始化时间能够达到30s；在KA同步模式之下的平面定位精度10mm+10-6mm（1ppm）。

1.2潮位遥报系统

在实际工程中，大多数航道的规划长度一般较长，而近陆地与远陆地的水位之间存在着较大的差异，这就需要了解建设航道疏浚工程之前掌握潮位的实际变化情况。例如：某项目内涉及的五尺沟航道近陆地和远陆地之间的距离约为20km，现场考察发现港口内外的水位差较大，直接增加了航道精准定位测量的操作难度。主要的影响因素有潮汐时间、潮汐差。在这样的工况条件下开展航道测绘，如果选定的位置与时间不同，最后测量所得的潮位值大小也会有很大差异，故而后续工作中还需组织技术人员进行数据分类与整合等处理工作。在工程测量实践中如果能规范应用潮位遥报系统，如潮位遥报、灯塔自动遥报验潮仪等，并辅以平面定位装置，则可以大大提升潮位值测量结果的精准度。

1.3多波束系统

多波束系统最大的优点是能够同时完成数十个相邻窄波束回声的测探任务。将其应用在航道测绘工程中，能够通过测量获得多组相关测绘数据，从而构建出可以表达航道深度、航道水底形态图等特征的数据模型，使测量人员在船上作业就能获取到航道的基本状态信息与施工开挖状况等数据。由于该系统是应用回声能量来实现传感测量功能的，故而在使用多波束系统之前，测量人员一定要组装好匹配的换能器，以方便能及时转换声波。

2海洋测量技术在航道疏浚工程中的应用

2.1LRK测量技术

远程双频实时动态载波相位差分（LRK）技术应用时要把GPS信息接收器设备稳妥地安装在运动载体之上，并且在水平地面上单个或数个基准点上GPS信息接收机的协助下精准测量出该运动载体的三维位置，进而提供出该运动载体的高精准度运动轨迹，以较为充分地发挥出动态定位的功能作用。参照定位实时性方面提出的不同要求，又可以把差分动态定位细分成实时差、后处理差分动态定位两大类型。前者使用时要建设出无线电DGPS数据传输模式，在观察测量的同时计算出运行载体的具体位置。而后处理差分动态定位系统现场使用时不必实时传送DGPS数据信息，而是在观测结束后再进行联合处理，如GPS航空摄影测量。

2.2基准台站的自动化遥控装置

在航道疏浚工程内，主要采用CPS差分基准台去对船舶进行遥感测量，一般只在白天开展测量工作，晚间无须应用GPS基准台，故而应在晚上及时关闭开关，一方面能节约电力资源，另一方面也能显著降低设备的损耗量。由于LRKGPS基准台站被安设在交管中心的VTS塔之上，因此通过传统人工方式每日开启、闭合电源开关具有一定的难度。鉴于以上情况，建议把电源遥控开关装置加装到基准台之上，利用手机短信去开启、闭合电源。

2.3潮位遥报系统

疏浚工程的最远处与陆地之间的距离达到37.0km，港口外段的水位和港内水位在潮汐差、潮汐时两大方面均有差异，若只应用陆地潮位站的水位数据去整改潮汐，将会使最后的测量出现较大的误差。同区段不同潮时的测定结果误差可能会达到0.5m。故而，需要运用有效的办法消除掉潮汐误差带来的影响。在该工程内分别于南侧于A灯塔处创设潮位遥报系统与LRK-DGSP测量潮位方法去处理以上问题。（1）南侧验潮站被布置在港南疆港区域，配置应用浮子式自动验潮仪，其水位测量精度能够达到1.0cm。运用VHF通信将验潮数据传输到测量办公室，设定时间间隔5min。确定办公室内的接收机在完整接收潮位数据以后，以Rs232串口作为载体将其传输到计算机系统内并完成打印。计算机系统接收数据以后会于屏幕上绘制出相应的水位曲线，并且会以文本文件格式被完整地保存至硬盘上。（2）在A灯塔验潮站上应用压力感应式验潮仪，水位测量精度是1.0cm。工程测量数据传输、储存方式与上文叙述相同。（3）在航道里程30+0之外应用LRK-DGSP测得的潮位。应用LRK-DGSP开展三维测量活动时的高程精度是20mm+10-6mm（1ppm），其实际测量水位的精度在自动验潮仪之下，故而针对应用自动验潮仪的水位尚能满足精准度要求的测区还是用验潮仪录入的水位进行潮汐改正操作，后续还需要进行深入研究分析。（4）挖泥船应用的潮位是运用安设于VTS钱塔的转发器所得的。

2.4深度基准面的传输

现场作业测得的深度值均是测量时的瞬间水深值，即瞬时海面到海底的距离；由于瞬时海面自身会受到潮汐效应带来的影响，即具有一定动态特性，所以工程测量中为了能获得稳定性较高的海底地形水深值，则一定要消除掉潮汐效应产生的影响，实质上就是把海区瞬时侧深值归结到一个较稳定且已知的深度基准面。

2.5发布测量结果

尽管测量船之上加装了无线上网设备，但是受当前通信技术水平的限制，数据信息上传的速度相对较慢。传送容量为1M的数据文件需要耗时10min左右，还可能会经常出现发送失败的现象。多波束测量成果的数据量庞大，长达10km的航道测量数据在压缩处理后仍有4M左右的数据量，运用无线上网装置传送测量数据的成功率普遍较低，可能会出现测量船从作业地点驶回码头停靠泊位时测量数据依然没有发送成功的现象。故而，一般在测量船停靠码头之后运用有线宽带ADSL把测量结果传送到工程管理部门与施工船以供使用。

结束语

在该航道疏浚工程全程应用了多波束进行测量，并且辅助其他高端的测量技术和现代化通信方法来实现测量目的。通过规范以上技术方法的实际应用方式，能显著提升项目测量成果的详细程度与测量精准度，并且能动态传输测量信息，最大限度地提升测量作业效率，测量外业完成后能够及时呈交测量成果，为疏浚工程施工建设提供可靠的技术支持。在疏浚工程内，尤其是自航船施工类项目内，配合应用以上高端的测量技术方法，能使工程的施工工期与质量得到保障，并使经济效益最大化。

参考文献

[1]严律,鲍鑫.基于数字化测图的航道工程测量分析[J].中国水运,2022(4):51-54.

[2]江木春,韩亚民,林剑锋.无人机机载激光雷达测绘技术在航道整治工程中的应用[J].水运工程,2022(4):157-160,165.

[3]徐云航.三峡枢纽河段CGCS2000坐标系测量控制网布设方法研究[J].中国水运,2021(10):139-143.