水下地形测量技术方案的探讨

郭 剑,李卫兵

（江苏省地质勘查技术院,南京 210008）

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。目前我国的水下地形测量技术仍旧存在许多不足与缺陷，这就要求我们必须对其加以完善，来进一步制定出更加符合时代与社会需要的测量技术方案。

1 水下地形测量技术分析

1.1 无线电定位测量技术

无线电定位技术多运用于海洋的测量定位中，将岸台作为无线电定位的基础，来进行测距差定位与测距定位的划分工作，其中测距定位系统具有明显的高精确度特点，但是由于其作用距离过短，且用于信号接收的接收船数量有限，使其只能用于近程的定位工作中。而测距差定位又被称作双曲线定位，其具有明显的作用距离大和接收船台数量不限的优势，但是其自身的定位精确度很难提高，且始终无法克服测量数据的多值性特征[1]。

1.2 光学定位测量技术

光学定位技术往往只能运用于视线距离能够涉及的范围内，运用光学定位需要使用各种各样的光学仪器，如测距仪、经纬仪和六分仪等，并通常采取后方交会法与前方交会法的测量方法，来进行水下地形的定位与勘测工作。光学定位测量法是一种便于操作且经济性能较高的定位方法，但是由于其在进行后方交会时通常需要在陆地上设置三个以上的测量标志，且作用距离相对较短，使得定位的精确度不高，测量读数困难。

1.3 深度测量定位技术

在回声探测仪出现之前，我们只能使用探测锤和探测杆来进行水深的测量活动，而回声探测仪的发明出现，使得水下地形的测量工作开始运用水声换能器来进行垂直声波发射，并通过对水底回波的有效接收，来进一步确定被测点中水的深度。

1.4 卫星定位测量技术

现阶段，卫星定位测量系统主要包括控制部分、空间部分和用户部分这三个方面。其中控制部分主要由主控站、监控站和注入站组成，主控站主要对监控站所传输过来的数据进行有效计算，来确定卫星的轨道参数，而注入站则主要用于纠正卫星的轨道信息，并对其发布控制命令，卫星定位测量的精确度较高具有明显的可靠性[2]。

3 水下地形测量技术方案探讨

3.1 水下地形测量技术的测量设备选择

（1）水下地形测量中测深仪的选择：传统的测深仪器与工具主要包括测深锤、测深杆和回声探测仪等，而现阶段这些设备通常被当作辅助工具来进行选用。现阶段的水深测量工作都是通过回声探测仪来完成的，测深仪的机型主要分为双频测深仪和单频测深仪两种，其中单频测深仪能够满足普通的深度测量需要，但一旦碰到需要进行土方计算的测量就显得比较困难，所以通常需要两个测深仪的配合使用才能更好的进行水深的测量工作。

（2）水下地形测量中GPS的选择：在水下地形的测量设备中，GPS主要用于完成水上的导航与定位工作，这就要求我们必须依照测图比例尺来进行GPS的机型选择工作，同时要对测距精度和定位精度等进行充分考虑，结合实际选用的应用系统和探测仪，来进一步提高所采用的技术线路的可操作性。

（3）水下地形测量中测深船的选择：在波浪等的影响下，使得测深船容易形成前后与上下波动，导致架设在船体上的GPS天线也会受到一定的波动影响，从而进一步影响到垂直方向的测量结果。专业的测量船对于各个方位的波动情况都能够进行准确的仪器测定，如果测深船体积过大，虽然能够确保船体的稳定性，却影响到其灵活性，不能有效的进行浅水区的水深测量工作，因此，测量人员必须依据作业环境的实际情况，来对测深船进行有针对性的船型选择[3]。

3.2 水下地形测量技术的测量线路选择

所有的测量工作都需要在技术确定之前，充分的结合客户需要以及测区的实际特点来进行测量线路的合理规划，进行水下地形的测量工作也不例外。在对大型的河道进行水下地形的测量工作时，受到水域面积与水域特征的影响，提高了测量工作的难度，加大了测量工程的安全隐患，这就需要测量人员对测量点进行充分的调查了解，来确定出一条更加合理的测量路线，从而保障测量工作能够顺利开展。

3.3 水下地形测量技术的测量软件选择

现阶段，一般的水下地形测量仪器都有与之配套的后处理软件系统，而依据测量仪的探头数量，我们又可以把测量系统划分为单波束测探系统和多波束测探系统这两种主要形式。多波束测量具有明显的测探速度更快，测探点更多，且测探覆盖范围更广泛等特点，有效的运用了旋转定向技术，提高了系统的测量效率与测量精度，降低了数据的处理时间，能够更好的保证测量的成图质量。

3.4 水下地形测量技术的测量方式选择

我们常见的水下地形测量方式主要是踏勘测区，即运用先前掌握的数据资料来进行控制点的布设，在进行控制测量的计算之后，有效的利用全站仪岸上的观测，将测深数据整合成一份完整的操作报告，最后将数据输出到编辑软件中进行合理的修改，从而得到一副符合1：10000国际分幅的水下地形图。

4 结语

水下地形测量是我国测绘科学技术中的一个重要组成部分，是进行河流与湖泊以及海道测量的主要内容。为了更好的实现水下地形的测量工作，就必须要选择恰当的测量仪器，不仅要充分考虑仪器的精确度，也要对其他的测量方面进行充分的兼顾，帮助测量人员与技术管理人员能够有效的把握测量技术的发展趋势，来对其进行更加科学的管理与决策，不断推动新技术在我国的水运工程建设中的有效应用。

[1]张志会.核电厂工程海域水下地形测量技术[J].中华民居,2011(11):455-456.

[2]于晓亮,胡慧峰.水下地形测量技术[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(32).

[3]何广源,吴迪军,李剑坤等.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用[J].地理空间信息，2013(02):155-156.