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【摘 要】 文章结合实例介绍了采用GPS与数字测深仪相结合的方法在长江航道中进行测量的工作原理及具体步骤，从实践中总结出GPS配合数字测深仪技术给长江航道测量带来了巨大的技术变革，不仅提高了测量精度，而且提高了效率，为水下地形测量开辟了新天地。
【关键词】 GPS；基准站；数字测深仪；施工测量；控制点；放样
1、工程简介
常熟边滩整治工程位于长江口南支上段，金泾河与白茆河之间，行政区划属常熟市新港镇，地貌分区属长江水下江心洲。工程区内水下地势有起伏，水下地面高程-1～-14m。其北侧为徐六泾长江深槽，白茆小沙与常熟边滩之间为白茆小沙副槽。工程区总长约5.0km，徐六泾水文站位于工程区上游3.8km，下距杨林潮位站26.2km。该工程分为两个标段，本标段（第Ⅰ标段）工程范围为江苏省常熟市经济开发区长江干堤外侧、纵向围堤、金泾河下游西侧堤以下、A1、A2分标线以上（北京坐标系A1点坐标：X=3513400.57，Y=40598704.81；A2点坐标：X=3513095.02，Y=40598534.19）范围内的航道水下方开挖工程。本标段（第Ⅰ标段）长度2511m，桩号范围是0+000～2+511。
本标段航道开挖宽度为250m，底高程为-9.46m，航道边坡坡比为1：10。
2、控制点分布
本工程中，业主只给了CJW3、CJW4、CJW5三个控制点，要进行整个航道的测量放样必须根据这三个点重新布置航道施工控制点网，进而进行施工放样和测量。
3、GPS基准站架设及施工控制点网的布置
本工程选用的仪器是南方测绘公司提供的灵锐S82型号的GPS和无锡海鹰公司的HY1700测深仪。
3.1 GPS基准站的架设
首先将GPS基站架设在施工区域控制点附近的任一空旷位置上，调整水平，将电台等连接到位后，打开主机和电台，当主机和电台的显示状态正常时开启移动站，打开手部上的工程之星软件，连接蓝牙，待信号搜索到固定解，点击工具里面的校正向导，选择基准站架设在未知点上，然后将移动站先后放到CJW3、CJW4、CJW5三个控制点中任意两个已知控制点，采集其坐标，进行四参数计算，计算完成后将移动站放到第三个已知控制点，进行校正，如坐标相符或偏差在允许范围内，即可进行正常的施工放样和航道测量。为了以后测量和GPS基准站架设的方便，可在项目部附近选择一处平坦无遮挡的高地或者阳台做一基准站架设点，作为以后测量的已知控制点，采集其坐标，以后测量放样过程中，可将基准站架设在此点上，待信号搜索到固定解后点击工具里面的校正向导，选择基准站架设在已知点上，输入当前基准站的已知坐标，点校正即可。在以后的每次测量放样中只需要校正一次即可直接进行。
3.2数字测深仪。本工程数字测深仪采用的是无锡海鹰公司的HY1700测深仪，是一种用于江河、湖泊、浅海及水库进行水深测量的便携式测深记录器，适用于水文、勘察、航道及码头疏浚等行业的精密测量及水深数据输出，采用先进的数字信号处理DSP技术，水底跟踪门技术于一体，使仪器能在恶劣的水文环境和地貌情况下，得到精确、真实、稳定的水深数据。标准的RS232/RS485串口使仪器能和计算机通讯。
3.3施工测量放样前准备
基准站架设好后，可根据业主提供的电子航道断面图及航道中心线控制坐标，在CAD电子图上人为将航道划分为将航道分成25段，一百米为一段，分别用桩号0+000，0+100，0+200，……，2+511。在图上采集其坐标，输入手部中，航道测量时，只需选用线放样，便可控制测量船沿航道断面线进行测量。（见下表二、表三）
3.4水下测量
进行水下测量前，先用GPS测出当前的水位值，进行水下测量时，將GPS移动站接受装置和测深仪的探头装置固定在测量船的前沿边侧且固定在同一竖直点位值上，将移动站和测深仪通过串口与手提电脑连接，连接好后便可以通过GPS手部控制船的前行方向进行航道断面测量。应根据测区范围选择合适的测点密度，本工程航道宽度为250m，相对来说还是比较宽的，所以本工程采集数据时按每5m左右布设一测量点。GPS和测深仪分别实时同步的记录同一测点的坐标和水深值。
在航道测量的过程中应注意以下几点：
①应时刻对照测量时段内航道潮汐的变化情况及时准确的测量实时水位，平潮时一般半小时测量一次水位，涨落潮时一般十分钟测量一次水位。
②应时刻注意水中测深仪探头装置应与GPS移动站接受装置垂直且在同一点位置上。
③船应保持适当的前行速度且尽量控制在航道断面线上前行。
3.5数据处理
测量结束后，将数据导出，按实时水位值修正测深数据值重新进行数据处理，再利用南方CASS成图软件绘制地形图或者用水上成图软件绘制断面。
4、结语
GPS结合测深仪进行航道测量技术的应用打破了传统的水下地形测量方法，不仅减少了外界因素对作业过程的过多干扰，而且降低外业数据采集的劳动强度和成本，提高了作业效率，更重要的是大幅提高了测量点位的精度，使得水下地形测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效、经济，可以全天候的实施测量工作。随着科学技术的发展，GPS结合测深仪进行航道测量技术将会更加完善，给包括水下地形测量在内的各种工程项目带来更加美好的明天。
参考文献：
[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998.
[2]全球定位系统（GPS）测量规范[S].北京：测绘出版社，1992.
[3]梁开龙.水下地形测量[M].北京：测绘出版社，1995.
[4]曾嘉.GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用.葛洲坝股份有限公司测绘工程院.
【关键词】 GPS；基准站；数字测深仪；施工测量；控制点；放样
1、工程简介
常熟边滩整治工程位于长江口南支上段，金泾河与白茆河之间，行政区划属常熟市新港镇，地貌分区属长江水下江心洲。工程区内水下地势有起伏，水下地面高程-1～-14m。其北侧为徐六泾长江深槽，白茆小沙与常熟边滩之间为白茆小沙副槽。工程区总长约5.0km，徐六泾水文站位于工程区上游3.8km，下距杨林潮位站26.2km。该工程分为两个标段，本标段（第Ⅰ标段）工程范围为江苏省常熟市经济开发区长江干堤外侧、纵向围堤、金泾河下游西侧堤以下、A1、A2分标线以上（北京坐标系A1点坐标：X=3513400.57，Y=40598704.81；A2点坐标：X=3513095.02，Y=40598534.19）范围内的航道水下方开挖工程。本标段（第Ⅰ标段）长度2511m，桩号范围是0+000～2+511。
本标段航道开挖宽度为250m，底高程为-9.46m，航道边坡坡比为1：10。
2、控制点分布
本工程中，业主只给了CJW3、CJW4、CJW5三个控制点，要进行整个航道的测量放样必须根据这三个点重新布置航道施工控制点网，进而进行施工放样和测量。
3、GPS基准站架设及施工控制点网的布置
本工程选用的仪器是南方测绘公司提供的灵锐S82型号的GPS和无锡海鹰公司的HY1700测深仪。
3.1 GPS基准站的架设
首先将GPS基站架设在施工区域控制点附近的任一空旷位置上，调整水平，将电台等连接到位后，打开主机和电台，当主机和电台的显示状态正常时开启移动站，打开手部上的工程之星软件，连接蓝牙，待信号搜索到固定解，点击工具里面的校正向导，选择基准站架设在未知点上，然后将移动站先后放到CJW3、CJW4、CJW5三个控制点中任意两个已知控制点，采集其坐标，进行四参数计算，计算完成后将移动站放到第三个已知控制点，进行校正，如坐标相符或偏差在允许范围内，即可进行正常的施工放样和航道测量。为了以后测量和GPS基准站架设的方便，可在项目部附近选择一处平坦无遮挡的高地或者阳台做一基准站架设点，作为以后测量的已知控制点，采集其坐标，以后测量放样过程中，可将基准站架设在此点上，待信号搜索到固定解后点击工具里面的校正向导，选择基准站架设在已知点上，输入当前基准站的已知坐标，点校正即可。在以后的每次测量放样中只需要校正一次即可直接进行。
3.2数字测深仪。本工程数字测深仪采用的是无锡海鹰公司的HY1700测深仪，是一种用于江河、湖泊、浅海及水库进行水深测量的便携式测深记录器，适用于水文、勘察、航道及码头疏浚等行业的精密测量及水深数据输出，采用先进的数字信号处理DSP技术，水底跟踪门技术于一体，使仪器能在恶劣的水文环境和地貌情况下，得到精确、真实、稳定的水深数据。标准的RS232/RS485串口使仪器能和计算机通讯。
3.3施工测量放样前准备
基准站架设好后，可根据业主提供的电子航道断面图及航道中心线控制坐标，在CAD电子图上人为将航道划分为将航道分成25段，一百米为一段，分别用桩号0+000，0+100，0+200，……，2+511。在图上采集其坐标，输入手部中，航道测量时，只需选用线放样，便可控制测量船沿航道断面线进行测量。（见下表二、表三）
3.4水下测量
进行水下测量前，先用GPS测出当前的水位值，进行水下测量时，將GPS移动站接受装置和测深仪的探头装置固定在测量船的前沿边侧且固定在同一竖直点位值上，将移动站和测深仪通过串口与手提电脑连接，连接好后便可以通过GPS手部控制船的前行方向进行航道断面测量。应根据测区范围选择合适的测点密度，本工程航道宽度为250m，相对来说还是比较宽的，所以本工程采集数据时按每5m左右布设一测量点。GPS和测深仪分别实时同步的记录同一测点的坐标和水深值。
在航道测量的过程中应注意以下几点：
①应时刻对照测量时段内航道潮汐的变化情况及时准确的测量实时水位，平潮时一般半小时测量一次水位，涨落潮时一般十分钟测量一次水位。
②应时刻注意水中测深仪探头装置应与GPS移动站接受装置垂直且在同一点位置上。
③船应保持适当的前行速度且尽量控制在航道断面线上前行。
3.5数据处理
测量结束后，将数据导出，按实时水位值修正测深数据值重新进行数据处理，再利用南方CASS成图软件绘制地形图或者用水上成图软件绘制断面。
4、结语
GPS结合测深仪进行航道测量技术的应用打破了传统的水下地形测量方法，不仅减少了外界因素对作业过程的过多干扰，而且降低外业数据采集的劳动强度和成本，提高了作业效率，更重要的是大幅提高了测量点位的精度，使得水下地形测量这项工程变得简单、方便、快捷、轻松、高效、经济，可以全天候的实施测量工作。随着科学技术的发展，GPS结合测深仪进行航道测量技术将会更加完善，给包括水下地形测量在内的各种工程项目带来更加美好的明天。
参考文献：
[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998.
[2]全球定位系统（GPS）测量规范[S].北京：测绘出版社，1992.
[3]梁开龙.水下地形测量[M].北京：测绘出版社，1995.
[4]曾嘉.GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用.葛洲坝股份有限公司测绘工程院.