本站原创摘 要：山区航道联测是一项艰苦、严谨和实践性极强的工作,需要结合规范标准、传统测量经验和新设备、新技术来提高测量资料的精度和效率,通过总结“十一五”期间北盘江变动回水段航道测量的工作经验,描述测量工作中的要点和技术细节,为今后珠江流域山区航道测量提供技术参考和经验总结,论证数字化测图在山区航道测量技术的发展方向和目标.
关 键 词 ：北盘江 航道联测 数字化测图
1.前言
作为“十一五”期间西南水运出海中线通道（贵州段）航运扩建工程中的重点整治河段,北盘江坝草滩至坝韦滩尾40.3km中整治重点滩险26处.工程实施建设前,设计部门通过搜集大比例尺地形图和相关资料,作为航道扩建设计的依据.在基础资料收集前期阶段,测量单位针对山区航道测量特点选取了实用、简单、先进的测量仪器和设备,根据航道测量特点精心组织测量队伍并大胆采用了一些新技术和新方法,结合曾经野外测量作业的心得体会,描述测量新技术和传统测量技术在南方山区航道测量中的实践与应用,从而促进山区航道联测技术的传承和交流.
2.航道联测的内容
北盘江变动回水段航道联测的主要内容为：控制（平面、高程）测量,滩险（陆上、水下）地形测量,水文测量（水位、水面比降、流速流向及流态等）,滩情调查（滩情描述、地质地貌、成滩水位、碍航原因分析、海损情况调查）和施工条件调查（村寨情况,交通条件,水、电、路,通讯,料场,弃方区,有、无地害情况）等五方面的内容.
2.. 1控制（平面、高程）测量
2.. 1 . 1平面控制网的布设与选定
根据国家[2001]GB/T18314-2001《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》要求布置平面控制网.平面控制网的布设是否合适,直接影响测量的精度、测量效益、工程施工、竣工测量以及验收等.因此,在控制网布设之前,先作现场踏勘、搜集资料,根据河流或测区的地质、地貌、植被等具体情况,合理地布设两级GPS控制网.
2.. 1 . 2 GPS测量基本技术要求
①卫星高度截止角≥15°；
②有效卫星观测颗数≥4颗；卫星分布象限不少于2个；
③观测时点位几何图形强度因子（PDOP）不大于8；
④使用单频接收机时,基线长度不大于20km.
2.. 1 . 3 GPS控制网测量方法
采用GPS全球卫星定位系统测量方法进行测量,接受机为广州南方公司产NGS-9600型GPS静态接收机,平面测量精度为5mm+2ppm,完全满足精度要求.GPS控制网的测量模式采用静态相对定位模式,测量时用四台以上接受机呈多边形同步观测,并以三角网向下传递,可增强网的强度,提高成果的可靠性和精度.
2.. 1 . 4 GPS网的成果处理
①原始观测数据采用随机的“南方静态数据传输VRR3.0”软件进行传输,将数据下载入计算机调入“南方测绘GPS数据处理”软件,选取双差固定解,对原始数据进行基线处理,计算图强度系数PDOP值以及各个闭合环闭合差,复测基线之较差.
②利用随机“南方测绘GPS数据处理”软件包的网平差处理功能,调入基线处理成果,进行北京-54（地心坐标）三维无束平差,生成北京-54坐标成果.
③选取测区平均高程面为投影平面,匹配已知点的“54年北京坐标”,进行二维无约束平差.
④对全网进行高程拟合计算,输出最终坐标成果.
⑤图形闭合差：≤10ppm.
2.. 2 滩险（陆上、水下）地形测量
2.. 2 . 1陆上地形测量
陆上地形测量采用双频RTK-GPS为主,局部难以测量部位辅以全站仪进行.根据测图比例大小和《水运工程测量规范》技术标准确定地物碎部点密度、视距长度、特征地形加密测点密度.以水边线附近的地貌、地质和地物为测量重点,如溪沟流向、溪锥形状、边滩、江心洲、危岩明礁、崩岩石、导治建筑物等.
2.. 2 . 2水下地形测量
水下地形测量主要采用测深仪,地物定位以DGPS卫星定位系统定位法为主,具体无法施测区域以前方交会法作为补测手段.
①DGPS定位法.动态DGPS进行水深测量测点定位,采用南方公司NGD-60海洋测量软件,测深仪为无锡产新SDH-130型.施测水深时,动态GPS根据船舶行走迹线,获得断面线上任意一点的三维坐标数据（一般3～5m采集一点）,在电脑上用海洋测量软件进行处理,形成测区水深图或水下高程点地形图.
山区河流水下地形条件复杂,对河床中的副槽、潜洲、暗礁、水下石梁、石盘等机动船无法进入、不能使用动态GPS进行测量的区域,采用测深杆摸测全站仪（经纬仪）交会法定位,俗称“摸浅”,以确保测点密度的精度要求.
②前方交会法.水深测量测点定位采用二台或三台经纬仪（全站仪）前方交会,个别通视较差的测点采用二台经纬仪（全站仪）前方交会或一台全站仪视距极坐标法定位.
③航行轨迹规划.测深断面一般为横断面,根据滩段比降、流态、流速等并结合工程设计需要进行布设,测深断面尽量与岸线垂直.在施测断面水深时,两岸各站一人控制断面间距指挥船舶行走迹线,使之尽量走在断面线上.施测水深时同步观测相应区间的水尺水位,根据该区间的纵、横比降落差,计算每断面（每测点）所在位置的同步水面高程,用以换算各测深断面的工作水位和相应测点的水下地形高程或设计水位下的水深.
④测量数据汇总.由于测量任务的作业点长且比较分散,因此每完成一个作业点或者作业段,将DGPS、RTK-GPS和、测深仪、全站仪采集的测量数据进行汇总,发现有漏测的空白区域立刻进行补测,以减少施测区域转移后的不必要返测.所有的测量数据均是自动采集并以电子文件形式记录在计算机或仪器内存里,为防止数据丢失,在数据汇总的同时均进行数据备份工作,或及时拷贝提供内业后处理和编辑成图使用. 2 . 3水文测量（水位、水面比降、流速流向及流态）
龙滩水电站在死水位运行期间北盘江坝草滩～坝韦滩尾40.3km航道属天然河流状态,水位涨落有一定规律,各滩段水尺观测水位与上游这洞水文站线性关系密切,采用线性相关的方法来推求各滩设计水位.为此,分别在测量河段的上、中、下游三处设了三把固定水尺,并在施测河段其他滩险的上、中、下部岸壁坚固、水流平顺、风浪小的地方设置固定水尺,重要滩险或重点整治河段加密设置水尺桩,派人定期收集相关水位资料.
水面比降点（即水位桩）的设置与测量选择在水位变幅小的时间段进行,施测水位应尽量接近设计水位.水面比降点选择在水面宽度发生变化的位置,能充分反映卡口、陡比降段的比降变化情况.
流速流向及流态资料的收集主要采用浮标法观测.定位点间距不超过图上0.03m,浮标标体露出水面高度不宜大于0.1m,滩险至少保证3条测线,其中应有一条测线通过主流区,分汊河段应有一条测线进入汊道.表面流速流向测量应于开始和结束时观读水尺水位.
2.. 4滩情调查
通过文字对滩情进行主要描述,涉及地质地貌、成滩水位、碍航原因分析、海损情况调查,并搜集视频和照片资料.
2.. 5施工条件调查
通过文字描述滩险周边村寨情况,涉及交通条件、水、电、路,通讯,料场,弃方区,有无地害情况,并搜集视频和照片资料.
3.成果资料汇总
通过野外实地测量收集的资料在后期进行处理后主要提供如下成果资料：
①控制点草图及控制点点之记成果表；
②四等水准观测记录手簿和平差计算成果表；
③GPS控制网观测记录手簿和平差计算成果表；
④DGPS水深测量观测记录手簿；
⑤流速、流向观测记录手簿；
⑥水位观测原始记录和瞬时水位观测记录手簿；
⑦测量技术总结报告.
4.结束语
通过对北盘江坝草滩至坝韦滩尾40.3km中26处重点滩险的航道联测,完成该段航道平面控制、高程控制、水上水下的地形变化和水情资料的收集,内业处理数字化成图后形成的三维数据资料为后期物理模型、数学模型等科研方案措施奠定了坚实技术基础.利用动态DGPS进行水深测点定位和以双频RTKGPS辅以全站仪进行大比例尺航道地形图测量,可以充分利用新设备和新技术提高测量成果的精度和效率,也能用传统测量技术验证新技术和新设备的正确性,提高测量成果资料的完整性,这种操作模式不仅可以保证测量质量和进度的完全可控,也能避免对单一技术设备的完全依赖,既提高了效率也保证了质量.