地形测量论文

小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《地形测量论文(精选5篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。【摘要】近年来，随着科技水平的迅猛提升，GPS技术逐步发展壮大，其在水下地形测量中有着较为广泛的运用，且可获得显著成效。在此，本文将针对水下地形测量技术进行简要探讨。

第一篇：地形测量论文

浅谈水下地形测量技术

摘 要:本文浅谈作者对三亚东、西河及进港航道进行疏浚整治而进行测量的过程的情况。

关键词:GPS 地形测量 测量技术

 

 

1 工程概况

为了对三亚东、西河及进港航道进行疏浚整治及对该河段进行可行性研究,且为初步设计和施工设计提供可靠依据。测图比例尺为1∶1000,测量范围:东至东河盐田,西到三亚港务局及港航道,南至鱼港路,北至东西河大桥以北150m,采用当地理论深度基准面等。

本测区的范围内,既有交通要道三亚东西大桥,桥上车流量比较大,在东西河两侧,高低不等的大小房子互相交错,河中及码头停泊着密密麻麻的渔船。这给地形测量、水深测量及平面控制带来了很大的困难。

 

2 平面控制

由于本次测量范围内,既有公路、洼地、山岭,港口码头等复杂的地形地貌,给测量的控制点的选点上带来很大的麻烦。根据测量规范,应选在便于观测和进设标石的位置。因此,本次的控制点一般选在宽大的河堤上或在较高的房子上,或者宽大的人行道边上,既便于架设仪器又便于凿设标志和号点。本次的平面控制属于54坐标系,平面控制的起点为三亚市测绘院提供的HD1和HD2的两个控制点。水平角观测按I级精度进行,把一台GPS接收机放在位置已精确测定的点上,组成基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号,测得并计算出到卫星的伪距,将伪距和已知的精确距离相比较,求得该点在GPS系统中的伪距测量误差,再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息,以此来修正自身的GPS测量值,从而大大提高其定位精度。

(1)仪器设备:使用南方9600型单频GPS接收机4台。(2)测量方法:GPS点观测采用静态观测模式,数据采样间隔位10s卫星截至高度角为15°,有效卫星个数不少于4颗,观测时段长度为一个小时。(3)数据处理:GPS基线后处理和网平差软件采用南方GPS静态处理软件。GPS点测量时采用世界大地坐标系WGS-84,并在1954年北京坐标系参考椭球体上采用高斯正形投影转换为1954年北京坐标,本次1954年北京坐标的中央子午线为108°。经平差处理,各GPS点的精度满足规范要求。

 

3 高程控制

由于三亚市测绘院提供的两个控制点的高程为1985国家基准面,根据测绘院提供的三亚港当地理论深度基准面的换算关系为1985国家高程0.377(当地理论深度基准面)。高程控制测量根据测区的实际情况采用四等水准高程控制测量方法进行。四等水准测量。仪器设备使用某测绘仪器厂生产的DS3型自动安平水准仪。本次高程测量,全环路线长度为5km,全程高程闭合差为2.4cm,小于4.4cm的规范要求,闭合差的平差按各测站的长度占全程线总长的权的比例分配。

 

4 水位控制

由于测区是内河入海口处,外港及内港存在一定的水位差。因此,在本次测量决定设置两支临时观测水尺,一支安置在内港,一支安置在外港码头西南角,且同时进行观测。在水位观测时,每日观测对时,其误差不大于1min,如超限时拨正,且对时及拨正的情况进行登记。在水深测量时,要求每10mim观测水位一次,每次的水位读数取波峰,波谷读数的中数。且观测值读至厘米。

 

5 水深测量

首先在河道两岸建立一定密度的控制点,布设一定数量的水位站,要考虑到水位站的控制范围与测深精度、瞬时水位差、水位改正模型之间的关系,水位站的密度必须满足控制范围内内插后的水位精度。具体作业时运用GPS和导航软件对测深船进行定位,并指导测深船在指定测量断面上航行,导航软件或测深系统每隔一个时间段自动记录观测数据。测量数据处理主要包括坐标转换、声速改正、水位改正、时间同步改正、地形图生成等。在水深测量前,先检查平面控制成果,校对基准面与水尺零点的关系。检查测深仪的工作状态是否良好。本次测量采用国产测深仪—— 海鹰牌双频回声测深仪。测深时,选择在风浪较小的情况下进行,既测深仪记录纸上波峰与波谷之差不超过0.6m的情况下。由于水下测量是反映水下地形地貌的。因此,为了能够最大限度反映水下的地形状态,主测深线且垂直于等深线的方向或岸线。测深线间的间距根据规范要求在图上测线间距为1.0cm,即在实际上的1∶1000的比例尺应该是10米布设一条测线以满足规范要求。点位的最大间距按规范不大于图上4.0cm,即1∶1000的比例尺的实际间距的40m。其偏差不大于1,的规范要求。测深前测船与水位站进行时间校对,水位观测的测前10min开始,测后10min结束,要把测深仪换能器安装在距测船船长的1/3的船长处,测深仪等各部分安装完毕后进行吃水改正,吃水改正采用静态吃水改正和当测船按测量时行驶的速度行驶的动态吃水改正。水深测量结束后,再对测深仪的换能器的吃水改正进行复检。测深仪测出各水深点水深后,并经过水位改正得出各水深点的水深。

 

6 地形测量

由于房子高低不等,地形复杂,布置的首控点不能满足地形测量的需要,所以又从首控点推测支导线点作为地形测量的平面控制点。在测量高大建构筑物的位置时,特征点必须是建构筑物的拐角点,这就要求在使用RTK采点时,RTK流动站必须放在紧靠建构筑物的拐角处,这些约束条件就使其不能有效工作。而利用RTK做控制和在一些困难地区辅助全站仪使用能很好解决这些问题。从效率上考虑,RTK在测量时只需要较少的控制点,也就不需要经常的迁站,无论是人员调配、工作效率上都取得了良好的效果。

 

7 内业成图

由内业人员利用AutoCAD成图软件对经过调整、检查后的水域地形测量数据进行调入、绘制草图后,由外业技术人员根据外业草图进行检查线精度统计,确定满足规范要求的同时,交由质检相关人员检查,确认无漏测、错误现象后提交内业队进行成果图的编绘。

 

作者：吴文

第二篇：高职测量专业《地形测量》课程教学改革探讨

【摘要】本文结合高职测量专业特点，通过广泛调研及教学总结，从教材选取、课程内容选取、教学方法、测试与考核机制等方面对地形测量课程改革进行探讨，从而提高高职测量专业地形测量课程实质的教学效果，实现理论与实践的一体化教学。

【关键词】地形测量;高职;课程改革;一体化教

P217-4;G712

一、引言

地形测量课程是工程测量技术专业的一门专业核心基础课，学生对测量的认识也是由本课程开始的。其目的在于使学生认识测量的本质、原理和方法、测量仪器的操作。为控制测量、数字测图和工程测量等后继专业课的学习，打下牢固基础。地形测量课程改革应遵循职业教育的特点和规律，通过改革实现地形测量课程在培养学生的地形测量基本技能、专业基本素养等方面发挥应有的作用，同时地形测量教学应该面对社会发展和各项经济建设的需要能够为本专业的人才培养发挥重要的作用。本文研究工程测量技术专业地形测量课程对应的典型工作任务，并对其职业能力进行归纳、分析;设定课程教学内容、实践项目，达到理论实践一体化教学的目的。

二、《地形测量》理论实践一体化教学的建设

(一)建设思路

1.理论教学设计思路

根据高职院校人才培养目标的分析，理论教学内容的选取應以“必需、够用、工学结合、体现技术发展的前沿性”为原则。就是要求学生掌握岗位所必需的专业知识，够用为度，能够将“生产”和“学习”有机结合在一起，同时也要体现测绘技术的新发展、新知识。根据学生就业情况进行岗位分析，本课程需要学生具有以下几方面核心技能：①基本测量仪器和方法的使用;②图根导线测量的外业、内业;③测量数据的误差分析与处理;④地形图的绘制;⑤地形图的应用。

2.实践教学设计思路

高职人才培养的目标是技能型人才，应当更重视实践教学体系的建设。坚持做到“服务为宗旨，就业为导向，走产学研结合的发展道路”。将实践教学体系分为单项技能训练、综合课程实训、仿真性综合实训。

(二)建设主要内容

1.教材改革

教材的选取应体现以下特点：①体现高职的教学特点，在内容安排上理论与实践相结合，理论教学以“必须、够用”为度，注重测绘基本技能的训练;②增加测绘学科发展趋势、新仪器及新方法介绍;③每个项目章节附有针对性的练习题。为了突出实践技能的培养，还应选用与主教材配套的实训教材，该教材能详细列出每个项目的实训目的、实训仪器设备、实训方法、实训步骤、实训要求等，并配有专门的实训记录表及成果整理表，此外，还针对实训中学生容易出现的问题留有思考题，力求使实训项目与真实的生产项目相一致，有助于学生在校实训与社会岗位要求的紧密结合。对于以上教材的选取要求，在教学中可以试着自编教学讲义，做到因材施教。

2.课程内容改革

在广泛调研、企业专家深度参与以及毕业生献计献策的基础上选取的以项目任务为导向、侧重技能培训、兼顾知识的连续性和职业素质养成的课程内容体系，保证课程内容选取的针对性和适用性。内容选取的原则是：①以地形测量的工作过程为主线安排课程内容“体现真实的测量工作流程”;②以地形测量典型工程项目为载体设计课程内容。引入工程案例，内容来源于真实的项目，引人测量规范、技术标准;③课程内容适度拓展，重视学生可持续发展能力的培养，为学生的终身学习着想。以上内容的选取原则，体现了学习过程情境化，工作任务项目化。

3.教学模式改革

以往的 《地形测量》教学先理论、后实验、再实践。从时间上讲，这种方法衔接不好，往往是学生的理论知识已经忘记差不多了，再去实验或实习，效率不高，另外，有些内容

单纯在理论课上讲针对性不强，如水平角测量，如果把这部分内容和导线测量实践练习起来，则针对性很强，做到有的放矢，学习目的明确。再如，关于中误差的理解，可以让同学们在实践中测一个角度十几个测回或几十个测回，根据数据去计算，去理解，这样效果会比传统教学好很多。

4.测试和考核机制改革

科学的测试和考核机制是评估教学质量的重要砝码。在平时测试中，多出一些个性化的试题，杜绝抄袭现象，在考核中，要改变考核模式，试题多出一些理论和实践结合的内容，适当增加实践内容的权重。此外，科学的测试和考核机制也是评估课程改革的重要标尺。

(三)建设中预计突破的难点

1.测绘项目的选取：如何更合理的选取测绘项目作为工程测量技术专业《地形测量》教学的主导，需要通过与企业、与毕业生的深入交流，课程团队结合多年的工作经验和教学经验，遵循“校企合作”和“工学结合”的原则，归纳出具有代表性、通用性较强的测绘项目。

2.知识点与项目的对接问题：限于课堂的学时数，项目不可能选的太多，但是这些项目中必须涵盖重要的基本概念、基本理论与基本方法，如大比例尺测图项目包含坐标正算，坐标反算、水平角观测、竖直角观测、水准测量等重要内容。如果选择几个测绘项目，还会出现测绘项目涵盖相同内容的情况，因此要组织好项目与知识点对接的问题，既要做到项目全面包含知识点，又要做到相同知识的适度重复，起到强化训练的作用。

3.成效的评估：成效评估有两项内容，其一是考评学生的成绩，可以采用绝对标准、相对标准和客观标准;其二是等效性评估，即评定一体化教学与理论和实验的关系，传统的教学中，理论教学 + 实验教学 = 《地形测量》教学，等效性评估是重新审定三者的关系，理想的评估结果是：一体化教学 > 理论教学 + 实验教学。

三、结束语

《地形测量》课程改革是基于项目的理论与实践一体化教学模式，首先，在教学组织上，让学生在《地形测量》课程学习中站在主动位置学习，锻炼学生综合能力，提高学生动手能力，老师由始至终起着引导和辅助的作用。其次，在教学内容上，将理论和实践进行倒置，在既定的测绘项目之下，由实践引出理论，实践为主体，充分体现高职学生对于理论学习的“必需”和“够用”的原则; 最后，在教学形式上模糊了 “理论”与 “实践”，即实践和理论是一体的，有利于综合能力的培養，全面提高学生的专业素质能力。

参考文献：

[1]刘攀，王倩. 浅谈测绘工程专业《地形测量》精品课程的建设—以高职高专教学为例[J]. 矿山测量， 2012.

[2]刘艳，武广臣，李丽. 以项目为基础的高职《测量学》一体化教学改革[J]. 测绘科学， 2012.

作者简介：

吴启文，男，汉族，助教;研究方向：工程测量，地理信息系统

作者：吴启文 邹小丹

第三篇：关于水下地形测量技术探讨

【摘 要】近年来，随着科技水平的迅猛提升，GPS技术逐步发展壮大，其在水下地形测量中有着较为广泛的运用，且可获得显著成效。在此，本文将针对水下地形测量技术进行简要探讨。

【关键词】水下地形测量；GPS；测深仪

1、简述水下地形测量的相关概念

在码头、水库以及桥梁、港口等等项目工程建设中，有效地实施水下地形测量是十分必要的，其重要性不容忽视，尤其是其在防洪减灾应用中能够获取十分巨大社会经济效益。水下地形测量可谓是现今较为重要的一种工程建设技术。传统意义上的水下地形测量主要指的是通过经纬仪设备的合理使用，历经前方交会后实现相关地形点数据的有效获取，现如今，伴随着现代化GPS技术的快速普及运用，使得水下地形测量技术发生质的飞跃，并逐渐步入较为成熟的阶段，其测量模式定型为“GPS+计算机+测深仪”。

一般来说，水下地形测量涵盖有定位以及测深两个方面的内容。具体来说，现今常见的几种水上定位手段包括无线电定位、卫星定位、光学仪器定位、水声定位以及组合定位。针对具体的平面位置实施控制的基础在于陆地上已经存在的国家级别控制点，卫星定位若是运用差分形式，则岸台建议使用已知的控制点，力求实现坐标系统的一致统一。在水上实施定位的同时针对水深进行测量可谓实现水下地形有效确定的关键内容。回声测深仪是一种主要的水深度测量工具，在使用水声换能器的基础上朝向下方垂直地进行声波发射，同时进行来自于水底的回波的有效接收，依据声音速度以及具体的回波时间将被测点的水深情况确定下来，而后参考水深的实际变化情况充分了解水下地形的相关概况。

2、水下地形测量技术应用

2.1进行测量设备的合理选择

通常而言，相较于单频接收机来说，双频GPS接收机能够实施精确度较高且十分快速可靠的结算，在水下地形测量中能够获得更为理想的应用效果。譬如说南方公司的灵锐$80 、瑞士的Leica1200以及美国的Trimble5800等等。仪器自身固有的误差、水温情况、水深度以及盐度等等相关因素均会导致测深仪精度受到影响，其中所形成的主要误差来自于深度比例误差，所以说在进行设备仪器的合理选择时需尽可能选择灵敏度相对较高且量程较大的测深仪仪器。为针对所获取的数据展开实时记录则需进行计算机设备的有效配置，充分考虑容易携带这一因素，建议选择小而轻巧的掌上电脑设备PDA，且在计算机上需进行相关软件安装，并使用数据线将测深仪跟GPS连接在一起，实现对GPS以及测深数据的及时记录。

实施水下地形测量当然离不开船只，出于对相关作业性质的充分考虑，建议选取较大重量的机动船，这主要是因为其在航行时能够保持较大稳定性，并让GPS跟中杆与测深仪换能器的连接线时刻保持垂直状态，尽可能降低因为船体倾斜而造成的误差情况出现。在海上位置进行水下地形测量的时候，海浪常处于较大状态，一般性质的船只则难以实现平稳航行，为此需选择使用相对较为专业的测量船，船上安放的船载仪器能够针对船体各个方向上倾斜角度展开实时记录。

2.2进行仪表参数的合理设置

在实施测量以前需认真进行仪器参数设置工作，对于GPS来说，除应设施流动站以及参考占之外，需保障PDA通信和流动站之间的端口时刻保持打开状态，同时实施历元输出速率设置，通常是0.1秒。就测深仪而言，应该将声速以及所需吃水的深度。恰当的量程档位等等信息输入进去，具体来说，能够直接将出水深度量取出来，伴随着海水盐度、稳定以及压强的不断变化使得声波在水中传播的速度处于动态变化过程中，在实际的海洋环境中，声速随着海水盐度、稳定以及压强的增大而增大。在常温条件下，与海水相关的典型的声速值是每秒1500米，与淡水相关的典型声速值为每秒1450米。因此，在开始使用回声测试仪以前，需结合相应水域实际的物理特征情况校正仪器声速值。

对于PDA计算机设备来说，各类型数据处理软件进行设置时所使用的参数也是各不相同的。首先需要做的是正确设置各个通信端口，涵盖有字节长度以及波特率等等通信參数，而后择取较为正确的坐标系等等，然后针对水面到GPS天线距离以及记录数据的间距等等相关参数进行设置。

2.3进行数据的仔细检核

为确保所得的测量结果具备有较高的可靠性，则需在进行测量前后针对测深仪跟GPS相关的数据展开详细检查。具体来说，对于GPS而言，能够运用流动站测量已知点，并将其跟已知坐标进行比较，若能够充分满足具体的精度要求就可以了；就测深仪来说，应该在现场采用测绳实现对水深度的合理量取，而后就其跟测深仪面板所显示出的深度情况进行比较。

除此以外，需针对各个时段相同水域反复实施测量，并跟周围测点位置的高程进行比较，若是不存在有较大差别，则表明在实际测量过程中测深仪能够时刻保持较高的测量精度，且该时期的测量作业工作能够实现正常运行，未发生任何意外情况。在检核时也能够采用常规方法来进行，譬如说使用全站仪，将该仪器架设于岸边位置，司尺员乘坐船只在水中相应位置立起镜干，若杆高难以达标则能够使用测绳进行辅助。成图以后跟周围的高程实施比较则可。检核数据的时候一般会将各种手段有效地结合在一起，使得测量所得出的相关数据具备有较高的准确性，实现测量所得结果可靠程度的合理增强。

2.4相关注意事项

在船航行的进程当中，水深通常能够均匀地发生改变，一旦测深仪出现较大的起伏情况，则需实时及时地展开检查问题出处。譬如说在水草丛生的水域范围内容易导致测深仪探头被垃圾或者是水草所缠绕，此时测深仪显示的数据则较为不稳定，严重时会一直处于闪烁状态，为此则需将此类阻拦物及时清除掉，此外，为充分保障人员安全与设备的可靠性，则需给予实际的水深更多关注，驶入水位较低的区域时需缓慢前行，规避船只出现搁浅情况或者是测深仪探头接触撞到水底的硬物。

在实际的测量中，整个过程都需在水上航行，特别是遭遇较大水域情况，若没有较为明显的参照物，则难以通过肉眼进行行船轨迹的有效控制，针对该种状况，PDA设备中的数据记录软件能够将船体航行轨迹与位置实时显示出来，为此能偶以此完成行船轨迹控制，在地势变化小、相对平坦的地方，适当放宽测量线路的间距，反之，需加密测量线路。这有利于使测点均匀布于整个测区，同时在测区地形变化复杂的地区能有足够数据反映水下地形的真实面貌。在PDA 数据记录软件上，可以显示水面高程、水深、固定解卫星数、平面坐标等即时数据，留意这些数据的变化规律，在出现异常时才能及时发现问题，并采取相应措施。比如在死水域中，水面高程始终是在某固定值附近变动，若脱离该值则测量过程可能发生了差错，比如GPS 对中杆倾斜或者下滑。

综上可以知道，水下地形测量技术的重要性甚为突显，如今可采用GPS等现代化先进技术实施相应的测量工作，确保所得测量结果拥有较高的精确性、可靠性。

参考文献：

[1]李素萍.浅析水下地形测量的原理与GPS测量技术[J].城市建设理论研究（电子版），2012（3）.

[2]高斌，吴向阳，刘娟.GPS 在水下地形测量工程中的应用[J].测绘科学，2009（S2）.

[3]吴文.水下地形测量技术探讨[J].科技资讯，2011（21）.

[4]燕樟林，魏金忠.特殊地区水下地形施测方法的探讨[J].大坝与安全，2007（S1）.

[5]宁爱成.GPS水下地形测量原理与实践初探[J].中国农村水利水电，2007，（7）.

[6]沈诚学.GPS RTK 技术在水下地形测量中的应用[J].甘肃水利水电技术，2008 （05）.

作者：张志勋

第四篇：基于GPS的水下地形测量分析

摘   要：水下地形测量是一种非常重要的测绘工作，在港口建设、航运安全、水资源开发等方面发挥着重大的作用，随着我国经济的发展，测量技术也取得了很大的进步，尤其是基于GPS水下地形测量技术较为普及。本文阐述了GPS水下地形测量的基本原理、测量方法，并通过工程实践分析给出了具有实践意义的观点。

关键词：水下地形测量  GPS  实践分析

 

水下地形测量是一种重要的测绘工作，在桥梁、水库、码头、港口等施工建设中水下地形测量有着很大的作用，它的主要工作内容是测量江河湖海以及近海水底点的平面位置以及相应的高程，以便绘制水下地形图，是现代水利工程中的一项重要工程技术[1]。根据不同条件和情况选择合适的方式进行水下地形的测量工作。

1  平面定位测量

1.1 全站仪测量

全站仪是全站型电子测距仪的简称，是将电、光、机融为一体的高科技测量仪器，能够实现水平和垂直角度、距离和高差的测量。全站型电子测距仪之所以叫全站仪，是因为仪器布置一回就能够完成该测量站的所有目标的测量。利用全站仪，按方位―距离的极坐标法进行定位。观测值通过无线通信可以立即传输到测船上的便携机中，立即计算出测点的平面坐标，与对应点的测深数据合并在一起;也可储存在岸上测站与全站仪在线连接的电子手薄中或全站仪的内存中。到内业时由数字测图系统软件，可自动生成水下地形图。

1.2 GPS定位测量

GPS的英文全称是Global Positioning System，中文名称是全球定位系统，它是通过近地轨道卫星在全球范围内进行实时定位的一个系统。GPS主要是通过近地轨道卫星的瞬时位置确定已知点的起点数据，并利用空间距离后交叉法确定要测量的位置。在实际应用中，可以利用动态或者静态测量的技术归解坐标数据，能够达到非常高的定位精度。GPS-RTK技术GPS定位技术新的发展方向，它是利用载波相位动态实时差分技术，能够达到厘米级的实时定位。在科学技术不断发展的今天，GPS-RTK在陆地地形测量、水下地形测量领域的应用已经非常广泛，推动了测绘技术的革新。

2  水深测量的方法

水下地形测量主要的内容之一就是水深测量。它是测定水底某点平面位置对应其在水面以下的深度，是河底、湖底、海底及其它水域地形测量的基本手段，根据使用的测量工具的不同，水深测量的方法可以划分为：声呐测量、激光雷达测量[2-3]。

2.1 声呐测量

声呐测量是根据超声波在均匀介质中以均匀速度传播并在不同介质界面反射的原理，选择对水的穿透能力最佳、频率在1500Hz附近的超声波，向水底发射声波并且记录声波发出和返回的时间间隔，通过特定算法得到水深数据。在水深测量和航海领域中声呐测量仪获得了广泛的应用。测深声呐分为单波束测深声呐和多波束测深声呐，在水下地形测量领域中，都得到了有效并广泛的应用和普及。

2.2 机载激光测深（LIDAR）

LIDAR的英文全称为Light Detection And Ranging，中文名称激光探测与测量。激光雷达测深的原理是从飞机腹部向水面垂直发射激光，一般发射特定波长的两种激光，分别为红色激光和绿色激光，红色激光光束由于理化特性照到水面会被反射，绿色激光光束则会照射到水里，直至到达水底再被反射出来，飞机上的激光接收器会计算两束光接收的时间差，这个时间差的一半就等于绿色激光从水面到水底的传播时间，根据光的传播速度和传播时间即可求得水深。机载激光雷达测深系统的可以探测50m左右的水深，精度能够保持在0.3m左右。

3  水下地形测量实践分析

3.1 工程测量

本文选择基于GPS-RTK的Sonic 2022多波束测深系统在国内某港航道水下地形测量中的应用进行分析和总结。该航道长约21km，航道的宽度约260m，选择1：2000比例尺进行施测。工程测量使用航标测量船，船长40m，船宽8.8m，吃水2m，动吃水0.06m。Sonic 2022多波束测深系统按要求安装在测量船指定位置上。工作前使用GPS-RTK测定坐标转换参数、利用声速测试仪测量水域的声速剖面曲线一同录入到采集软件系统中，在港口池里选择平坦的以及地势变化较大的区域分别设立一条平行的测线进行多波束安装校正，包括横摇、纵摇以及艏摇等。工程测量时GPS-RTK多波束测深系统选择100°扫宽，调入已定的网格和测线，运行系统的各个仪器设备，当航标测量船进入测量区域并沿着已定测线航行时，各个仪器设备开始实时采集测量数据，同时形成数据文件记录保存在电脑里。数据采集由Qinsy软件配合Qloud2.3数据采集软件完成，本次扫测完成后，经现场观察及后期数据回放检查，扫测范围内测线覆盖良好，没有出现空白区。后期图形处理软件采用HYPACK软件，最后生成1：2000 航道水下地形图。

3.2 成果分析

为了验证GPS-RTK多波束无验潮测深技术的高效性、准确性及可靠性，采用二种方式进行验证：（1）系统内符合验证;（2）系统间平面定位精度误差对比。

（1）系统内符合验证。测量过程前需布设多条交叉重叠的测线进行水深测量，采用相对精度评估的方法，摘录其中1958 个重复测量点进行误差分析。经过统计分析本回测量有96%的测深值偏差小于0.1m，100%的测深偏差小于0.3m，符合国家标准及相关规范要求[4]。

将本次GPS-RTK作业中的坐标定位的结果与全站仪获得的坐标结果（已知）进行比较（见表1），可知，GPS-RTK取得的坐标点位，其精度可达厘米级，各点位之间不存在误差积累，与全站仪取得结果符合度高，满足水下地形测绘的要求[5]。

（2）Sonic 2022多波束测深系统与HY1602双频测深系统间测量误差对比。在航道较平坦区的水下，采用双频单波束测深和GPS-RTK多波束无验潮测深两种方法分别对同一片区域（测区范围内200m×500m 范围）进行测量。将产生的两组数据在HYPACK中进行点对点对比。其中，灰色数据点为Sonic多波束测得的水深数据，黑色数据点为HY1602双频单波束测深仪测得的。从两组原始数据中提取坐标相近的60个数据点（XY相差不大于0.3m），将它们的水深值进行比较，对比结果的精度符合规范的要求，判定是合理的。

4  结语

伴随科技力量的进步而日益成熟的GPS-RTK技术，给水下地形测量带来了全新的革命，尤其是GPS-RTK无验潮技术与多波束测深系统的结合可以使得水深測量作业测量范围更大、效率更高、精度更可靠。同时，减少了人工和设备成本，不要求通视条件，全天候作业的方式，极大地推动了水下测绘的发展。本文通过阐述平面定位和水深测量的传统及先进测量方式，经过实践分析和数据比对，确认基于GPS-RTK的多波束测深系统能够满足水下地形测量的精度和效益要求。

参考文献

[1] 高斌，吴向阳，刘娟.GPS在水下地形测量工程中的应用[J].测绘科学，2009（34）：228，258.

[2] 汪志明.差分GPS和测深仪组合系统在水下地形测量中的应用研究[D].武汉大学，2003.

[3] 李学恒.水下地形测量技术方法应用分析[J].工程技术，2007（2）：63-64.

[4] 国家质量技术监督局.GB12327-1998海道测量规范[S].北京：中国标准出版社，1999.

[5] 方颖.长江口水下地形测量数据处理[J].测绘通报，1999（3）：31-32.

作者：韩毅腾

第五篇：水下地形测量技术方法应用分析

【摘 要】随着科技的进步与时代的发展，我国的水下地形测量技术已经被广泛应用到各个行业的各个领域当中。不管是城市的防洪还是河道的整治、港口的建设与海底的探矿都需要对水下的地形进行合理的勘测并进行准确定位。由于水域具有面积范围广、储量大、及区域连通强等特点，因此，在对海洋、湖泊、河流进行测量时所需克服的种种困难非常之多，同时，采用的测量方法不仅繁杂，而且所得到的测量数据精度要求越来越高，这就需要我们加大对地下地形测量技术方法的研究。文章通过对水下地形测量技术的阐述，分析了其技术的应用，希望对我国水下地形测量的发展有所帮助。

【关键词】水下地形测量；技术方法；应用

一、水下地形测量概念

所谓水下地形测量，是在水下运用一定的测量仪器对地形进行的测量，一般是通过确定三维坐标来实现测量。主要是水深测量，这是沿测深线方向，按一定间隔测取待测深度点（称测深点）的深度，即测定水底点至水面的高度的测量工作，是水下地形测量的一个中心环节；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；水深测量需与陆地上平面位置与高程联系起来才具有水下地形测绘等实用价值，测深与高程系统的联系，一般通过水位观测的措施。

二、水下地形测量技术方法

（一）水深测量

根据使用的测量工具，测深方法主要有：人工测量、单波束声呐测深仪测量、多波束声呐测深系统测量等。

1.人工测量主要利用测深锤、测深杆对水深进行测量。其中测深锤只适用于水深较小、流速不大的浅水区，且精度差、工作效率低，现已很少使用。这是较为传统的检测方法，在现阶段主要应用在浅滩水深少于100cm的地区，因为这些地区水深过浅，声呐难以准确地反映出水下地形特征。

2.单波束测深声呐（也称回声测深仪）是目前用途最广，国内外进行水深测量的最基本的仪器。声呐是仿生学的重大突破，其特点是能够发出特定频率的音频声波，声波在和物体接触的时候，会根据接触面材质的不同发生不同程度的回弹，而测探仪能够接收到回弹的声波，根据回弹的速度和声波在水域的速度综合分析研究，以确定仪器和前方物体之间的距离。若要求水面至水底的深度时，则应将测得的水深加上换能器的吃水，可得水面至水底的深度。

（二）导航定位

水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶，并且按照规定的时间或距离获取水深值和该水深值的平面位置。在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如交会法、极坐标法、微波测距系统和无线电定位系统等。目前，GPS几乎完全取代了这些传统的定位方法，成为水下地形测量工作中最主要的定位手段，传统方法在实际工作中已经极少使用了。特别是离岸较近的情况下使用GPS实时动态（简称RTK）测量方式使定位更加简便快捷。实时动态测量的基本思想是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。

（三）水位观测

水深测量需与陆地上平面位置与高程联系起来才具有水下地形测绘等实用价值。测深与高程系统的联系，一般通过水位观测的措施。简单的水位观测站为立在岸边水中的标尺，标尺零点高程通过与水准点联测求得。水深测量期间，按一定时间间隔对标尺进行读数，并绘制成水位-时间曲线，由此曲线即可得到测深時水面的瞬间高程，从而根据水深就可得到水底的高程。在落差较大的地区，应设置多个水位观测站，并利用其测值按距离或高差进行归算改正。

三、水下地形测量技术的应用

（一）RTK技术在水下地形测量中的应用

1.根据实际情况布设制定控制网的位置，RTK技术通过差分技术分析实施测量，此时在数据传输系统的作用范围内达到相当的准确度与精度，通常情况下此技术并不需要铺设较多已知点。例如在2平方公里范围内三个控制点就能达到预期标准，某一点作基准站的架设位置、其余两点进行转化参数的求算，通过校核就能复核相互关系是否准确，此外三个控制点如若分布在测量区域的周边位置就可用于求解其参数。控制点的架设位置的选择应该尽量集中在测量能达到的区域内，保障转换参数的顺利测绘。

2.进行水下地形的全过程测量，此过程需要接收机、数据传输机和探测仪的组合使用：

第一，确认准基站的位置，在考虑布设环境的基础上，考虑GPS的传输信号经过传输是否能达到接收机所在的位置、数据传输机作用时被影响的环境因素，发射台尽量布设至一定高度；

第二，采用RTK技术测量时，GPS测量得到了相关坐标数据，就能对相关坐标系进行转换，得到转换参数，当基准站开始工作后，相关连接仪器的测量工作也会随之开始，将已知点的坐标数据进行输入得到转换参数；

第三，在水域环境中导航仪器辅助GPS的测量工作，由于水面上不存在参照物，只能根据事先准备的工作线进行操作，采用RTK技术在测量区域内设置相关功能；

第四，RTK技术的后续工作就是测探仪将传输得到的数据进行运算处理，这些实时监测的水深经过运算就可以得出相应位置的高程。成图软件就可以集中这些位点的高程数据，进而编辑出水下地形图。

（二）无人测量船测量水下地形

科技的发展使得测量行业也有了巨大变革，无人船也被投入到了现阶段的水域测量工作，能够将水下测量的设备装载到无人船上，通过精确的声呐、全球定位系统等遥感设备，结合新兴的远程控制软件设备，实现操作技术人员在岸上就能够时时的监控无人船只情况，并就无人测量船回传的测量数据进行分析研究。但在离岸较远或风浪较大的水域无法应用。

四、结束语

综上所述，对水底地形进行测绘，并绘制出相应的水下地形地貌图，对于我国水上运输、设计航行路线、水底资源探索开采及养殖而言，有着重大的实施意义及广阔的经济前进。随着我国经济水平的不断提高，水下地形测量的需求不断增加。水下地形测量的手段有很多种，其优点和缺点并存。因此，相关人员应当依据工程的具体情况而选择恰当的测量方法，除了对测量时的环境因素和精度进行全面考虑之外，还应当不断的创新，采取科学的手段来弥补测量手段的不足之处，从而在未来的道路上可以使水上测量事业的不断进步。

参考文献：

[1]罗忠.GPSRTK技术在地形测量中的应用分析[J].科技创新与应用，2017，07：294.

[2]钟会华.水下地形测量中的GPS误差分析及控制策略[J].珠江水运，2017，03：74-75.

[3]秦昌杰，谢敏真.CORSRTK无验潮水下地形测量技术在上海潮滩测量中的应用[J].上海国土资源，2017，01：96-99.

作者：张吉毫 孟震