王春亮
天津水运工程勘察设计院 天津 067002
摘要：随着海洋状况、港口环境的复杂化，以往的海洋测绘和通信技术在航道疏浚工程中存在的弊端逐渐明显，而随着科学技术的发展，海洋测绘和通信技术也在不断的更新。本文就针对现代海洋测绘及通信技术在港口航道疏浚工程测量中的应用进行深入探讨。
关键词：海洋测绘；通信技术；航道；疏浚工程
在我国现代社会的发展中，航道疏浚工程主要是从事清除航道水下泥沙的作业，而目前其已逐渐成为航道开发作业中的一项重要工程项目。当前，随着我国社会经济的不断发展，人们对航道疏浚工程也给予了高度的重视，且在该工程作业中逐渐采用了先进化的科学技术。其中，通信技术作为全球定位系统，其可以为航道疏浚工程提供全天候的监测，这对保障整个工程作业的正常开展具有重要的作用。下面主要就针对海洋测绘及通信技术在航道疏浚工程中的应用等相关性问题进行了一定的探讨，以更好地加强人们对此问题的认识与了解。
1、海洋测绘及通讯技术设备类型及特点
1.1 LRK测量技术
本航道疏浚工程测量选择了Sagitta射手接收机，此机器是为海上测绘与通讯量身设计打造的，主要依靠UHF电台数据链，实际使用中体现出高度集成化、灵活性、良好选择性、功能安全、稳定等优点，而且此数据链所覆盖的作业范围最大、距离最远，最大的作业范围达到40km，而且能够全面提升平面定位的准确度和精度，达到1ppm。
1.2潮位遥报系统
对于此航道疏浚工程测量来说，主要选择潮位遥报验潮仪，灯塔自动遥报验潮仪，具体型号分别为：SAC5-1，KCYL-A，而且平面定位设备则要负责测出潮水位置。
2、港口航道疏浚工程测量中现代测绘与通讯技术的运用
为了缓解此港口航道疏浚施工压力，提高测绘、测量的效率和精度，就要采用现代测绘与通讯技术，对此决定选择多波束技术、LRK技术、潮位遥测技术等，实际的使用情况如下：
2.1双向实时动感差分技术
远距离的双向实时动态相位差分技术即LＲK技术，双向指的是差分定位的一端与海洋中移动的物体相连，实时跟踪物体的行走轨迹，而另一端则同地面上的几个基准点连接，达到两端信号的一个双向接收和反馈。差分定位用的是GPS技术，将GPS信号置于差分两端，即物体运动的载体端及地面的基准点端，通过卫星的定位，便能够较为准确地给出物体运动的轨迹，实现实时精准测量。将双向实时动态差分技术运用到在港航道疏浚工程中则会看到良好的效果，将载体端置于航道底端，将基准点设于地面，船只等，这样就能达到实时检测，实时了解港口底部的底质情况，以便判断是否适合疏浚等。所以双向动态差分技术是现代海洋测绘技术在航道疏浚工程中的创举，也是目前认可度极高的高效型实施技术。
2.2基准台站的电源遥控开关
在港航道疏浚工程中，只有测量船使用GPS差分基准台的信号，测量一般在白天进行，晚上无须使用GPS差分基准台。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为缩短设备使用时间，延长设备使用寿命，在没有测量工作时，应关闭基准台电源。由于LRKGPS的基准台站设在交管中心的VTS塔上，每天人工开关电源很困难。为此，在基准台上安装了电源遥控开关装置。该装置由双向无线通讯模块、解码器、继电器三部分组成。使用GSM信号进行通讯，通过手机短信形式实现对电源的开、关。在测量前使用预先设定号码的手机遥控装置发出开机指令的短信，则该装置打开电源，并返回电源已打开的短信；测量结束后再发出关闭电源的手机指令，该装置关闭电源，并返回电源已关闭的短信。
2.3深度基准面的传输
传统的测水深设备具有局限性，只能测出水体瞬间深度，然而，海洋表层不会永远平静，必然受到风浪、潮汐等的影响，要想获得平稳状态下的海底地形水深值，则可以将各个瞬间测深值进行集中统计，而且要化归至平稳的深度基准面，具体依照下列公式：L(x，y)=MSL(x，y)-l(x，y)L(x，y)——x，y位置的深度基准面高程，MSL(x，y)——平均海面，l(x，y)——平均海面和深度基准面二者之差。从上面的关系式能够算出平均海面，具体方法包括：回归分析法、同步改正法等，对于此航道疏浚施工来说，可以选择同步改正法来传输深度基准面，具体原理为：将测量船当做验潮站，并对应标识相关的关键点坐标与数值。
2.4潮位遥报系统
这一航道疏浚工程的最远处和陆地之间相距37km，港口内外的水位差别，主要影响因素就是潮汐差、潮汐时间等，也就是航道不同位置所测得的潮位值也不同，需要区别对待。根据试验实践得出：相同区域，各个潮汐时段的测量结果之间的差距达到半米。为了确保测量准确度，就要选择科学的潮汐误差控制法。对此，已经潮位遥报系统，同步配合于LRK-DGPS系统来测出潮位。（1）浮子式自动验潮仪的使用。此验潮仪器在水位测试、测量中有着较高的精准度，达到1厘米。而且能够将一切测得数据凭借VHF来输送至数据处理中心，数据传输之间相隔5分钟，数据中心安装了数据接收设备，能够获取潮位信息，并途径相关串口来同计算机系统相连，对应输出数据。压力感应式自动验潮仪的使用。其潮位测量精准度也很高，达到1cm。（3）LRK-DGPS测量系统的使用。主要应用范围：30+0海里处的潮位，其测量精准度较高达到1ppm.但是其验潮位的精准度却相对欠缺，难以达到潮汐的准确测量。
2.5多波束测量
相比于传统的单波束测量的精准度低，效率低等问题，多波束测量则体现出它的优越性。多波束测量根据实际需要将设计制造一条适合的专门测量船，以便提前预防工程施工中的各种困难。例外多波束测量中需要将换能器在测量完毕的时候及时提上水面，以防止测量设备被损坏，保证测量的有效时间。多波束测量主要是数据校准，采集，处理这三个方面。数据校准是在采集步骤之前根据校准程序校准参数，然后将校准后的参数输入到采集程序中进行后续的数据计算。多波束采集则是在完成声速测量之后将数据输入测量软件进行数据的采集，数据采集主要是对布下的测量线的声速测量后的采集。这些测量后的数据最后都会被存储到数据中心进行分析和最后的数据处理。数据处理环节是整个多波束测量中最为关键的一步，由于多声波束的数据测量采集量十分庞大，声纳测量受海域影响，采集信息不一定能够及时反馈等，这些既存的问题都直接影响了测量的质量。所以在数据处理中分为两个环节，一个是系统的在线处理，另一个是系统处理后的后处理，为了保证挖泥船的作业，所以两个处理方式通过以太网快速转换，系统处理的数据将及时把处理数据通过以太网输入到后处理系统。后处理的水位数据则由陆地测量办公室通过GPS计算机邮件发送，这样保证了挖泥船能够及时根据数据处理结果进行工作调整。
3、结束语
经过多种现代化测绘技术的运用，特别是多波束测量技术，其所获得的数据覆盖面广、范围更大，而且测量精度更高，10km的航道，其测量数据经压缩，形成一个压缩包方便传输，提高了测绘工作效率。港口航道疏浚工程测量中，多种现代测绘技术的协调利用能够确保测量的精度和准确度，而且提高了测量工作效率，特别是数据信息的自动化传输，确保了测量准确度，然而，个别现代测绘技术实际使用中依然有待于发展与完善，需要不断地深入研究，提高其使用效率。
参考文献
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[3]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社，2016.
论文作者:王春亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/14
标签：测量论文; 航道论文; 潮位论文; 波束论文; 工程论文; 技术论文; 数据论文; 《防护工程》2018年第30期论文;