水道测量论文

甘肃工业职业技术学院毕业论 文田建锋浅谈水道测量摘要 水道测量就是依据测前布设的测线所进行的水深测量，然后经过一系列的处理，最后根据已知资料绘制海底地形图的测量工作。关键词 水深测量 水位控制 海底地形图 前言 水道测量尽管也是测量工作的一种，但因其工作环境不同，与常规陆上测量有较大的差别。使用的仪器也与常规陆上也有一定的差异。在控制测量中不但有平面和高程控制，还有潮位控制。水道测量的环境的特殊性决定了测量方法的特殊性。水道测量的范围一般是狭长地段，常采用GPS、测深仪等实施测量，验潮仪、声速仪、消波仪等配合进行水道的测量工作。水道测量的过程是测前根据技术设计在测区按要求布设测线，采用相关仪器进行水深测量，然后采用相关软件潮位进行潮位改正得到正确的水深。最后，根据正确的水深资料绘制海底地形图。从而，为国民经济建设发挥重要作用。本文主要是从控制测量（平面、高程、水位控制）、水深测量（工前测量、过程检测、工后测量）、扫海测量及其有关测量的测量原理、测量方法、测量步骤、测量误差等方面进行简单的阐述。一、控制测量1、平面控制平面控制测量在水道测量中常用导线测量、三角测量、三边测量以及边角测量几种方法进行，随着GPS技术的广泛应用，目前常用GPS技术进行相应的平面控制。本文主要介绍目前常用的GPS、导线测量两种控制方法。1.1概述GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点，其中较为常见的是利用GPS建立各种类型和等级的控制网。目前，GPS技术已成为各行业测量控制的主要手段。与常规测量方法相比，GPS在测量控制网方面具有：精度高、选点灵活且不需造标、费用低、全天候作业、观测时间短、观测处理自动化等特点。GPS控制测量主要分测前、测中、测后三个阶段进行。1.1.1测前工作（1）布网要求在进行GPS控制网布设前，要详细研究测量 委托书 手术委托书下载过户委托书下载房屋委托书下载车管所委托书下载收房委托书 下载 、任务书或 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 书中，业主方对控制网布设的要求，并及时搜集现有的测绘资料，包括：测区及周边地区可利用的相关资料、点之记、坐标等和测区的地形图等，必要时进行现场的踏勘。在项目实施前要编写详细的技术设计书（项目实施 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ）。（2）仪器的检验对将用于测量的各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪器等进行检验，以确保他们能够正常工作。1.1.2外业观测各GPS观测小组在得到作业指导员所下达的作业指令后，应严格按照作业指令的要求进行外业观测。在进行外业观测时，外业观测人员除了严格按照作业规范、作业指令进行操作外，还要根据一些特殊情况灵活地采取应对措施，在外业中常见的情况有不能按时开机、仪器故障和电源故障等。1.1.3测后工作（1）结果分析网平差处理与质量评估对外业观测所得到的基线向量进行质量检验，并对有合格的基线向量所构建的GPS基线向量网进行平差，解算得出网中各点的坐标成果，如果需要利用GPS测定网中各点的正高或正常高还需要进行高程拟合。（2）技术总结根据整个GPS网的布设及数据处理情况进行全面的技术总结。（3）成果验收1.2GPS控制网作业1.2.1选点(1)为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量要求，测站上空应尽可能的开阔，在10～15高度角以上不能有成片的障碍物。（2）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。（3）为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑成片水域等。（4）为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利、到达方便的地方。（5）测站应选在易于保存的地方。1.2.2布网GPS网常用的布网形式有以下几种：（1）跟踪站式（2）会战式（3）多基准站式（枢纽点式）（4）同步图形扩展式（测量生产中最常用的方式）(5)单基准站式1、跟踪站式若干台接收机长期固定安放在测站上进行常年不间断的观测，每天观测24小时，这种观测方式很像跟踪站，因此这种布网形式被称为跟踪站式。此种布网形式一般用于建立GPS跟踪站AA级网，对于普通用途的GPS网由于此种布网形式观测时间长、成本高，故一般不采用。2、会战式在布设GPS网时一次组织多台GPS接收机集中在一段不太长的时间内共同作业，在作业时，所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天长时段的同步观测，在完成一批点的测量后所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的点观测完毕，这就是所谓的会战式的布网，此种布网方式一般用于布设A、B级网。3、多基准站式所谓多基准式的布网形式就是有若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这些测站称为基准站，在基准站进行观测测同时另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。采用多基准站式的布网形式所布设的GPS网，由于在各个基准站之间进行了长时间的观测，因此可以获得较高精度的定位结果，这些高精度的基线向量可以作为整个GPS网的骨架，另一方面其余的进行了同步观测的接收机间除了自身间有基线向量相连外，它们与各个基准站之间也存在有同步观测，因此也有同步观测基线相连，这样可以获得更强的图形结构。4、同步图形扩展式所谓同步图形扩展式的布网形式就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后又迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。同步图形扩展式的布网形式具有扩展速度快、图形强度较高且作业方法简单的优点，同步图形扩展式是布设GPS网时最常用的一种布网形式。5、单基准站式单基准站的布网方式有时又称作星形网方式。它是以一台接收机作为基准站在某个测站上连续开机观测，其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动每到一点就进行观测，流动的接收机之间一般不要求同步，这样流动的接收机每观测一个时段就与基准站间测得一条同步观测基线，所有这样测得的同步基线就形成了一个以基准站为中心的星形，流动的接收机有时也称流动站。单基准站式的布网方式的效率很高，但是由于各流动站一般只与基准站之间有同步观测基线，故图形强度很弱。为提高图形强度一般需要每个测站至少进行两次观测。1.2.3同步图形扩展式观测作业方式同步图形扩展式的作业方式具有作业效率高、图形强度好的特点，它是目前在GPS测量中普遍采用的一种布网形式。采用同步图形扩展式布设GPS基线向量网时的观测作业方式主要有一下几种：(1)点连式 （2）边连式 （3）网连式 （4）混连式1.2.4GPS网观测准则1、提高GPS网可靠性的方法（1）观测期数、增加独立基线数布设GPS网时适当增加观测期数（时段数）对于提高GPS网的可靠性非常有效。因为随着观测期数的增加所测得到的独立基线数就会增加，而独立基线数的增加对网的可靠性的提高是非常有益的。(2)定的重复设站次数保证一定的重复设站次数可确保GPS网的可靠性，一方面通过在同一测站上的多次观测可有效的发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错误，另一方面重复设站次数的增加也意味着观测期数的增加，不过需要注意的是当同一台接收机在同一测站上连续进行多个时段的观测时，各个时段间必须重新安置仪器，以更好地消除各种人为操作误差和错误。(3)保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连，这样可以使得测站具有较高的靠性。在布设GPS网，各个点的可靠性与点位无直接关系，而与该点上所有连接的基线数有关，点上所连接的基线数越多点的可靠性则越高。(4)时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。在布设GPS网时检GPS观测值基线向量质量的最佳方法是异步环闭合差，而随着组成异步环的基线向量数的增加，其检验质量的能力将逐渐下降。2、提高GPS网精度的方法（1）为保证GPS网中各相邻点具有较高的相对精度，对网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的直接观测基线。（2）为提高整个GPS网的精度可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个GPS网的骨架。（3）在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。1.3GPS基线解算基线解算的过程实际上是一个平差的过程，平差分自由平差、约束平差和联合平差，三种类型。自由平差主要用来评定GPS网的内符合精度和探测处理粗差；约束平差和联合平差则能够确定测点在指定的参照系下的坐标。GPS网的自由平差所采用的观测量完全为GPS基线向量，平差通常在与基线向量相同的地心地固坐标下进行；平差时不引用或仅引用一个位置基准信息进行数据处理，数据处理时不能引入方位、边长、角度等可能引起GPS网形变化的起算数据。在GPS自由平差中GPS网的几何形状完全取决于GPS基线向量，而与外部起算数据无关，因此GPS网的自由平差结果实际上也完全取决于GPS基线向量。约束平差与联合平差基本意思是相同的。约束平差在平差过程中引入了会使GPS网的尺度和方位发生变化的外部起算数据。是从一个参照系到特定参照系的转换。