測探技術(shù)論文：測深技術(shù)在管道工程中的實用性

1、測探技術(shù)論文：測深技術(shù)在管道工程中的實用性     作者：許文彬 單位：福建省水產(chǎn)研究所信標(biāo)機主要采用擴展偽距差分技術(shù)，即在基準站上的接收機要算出它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計算出的距離與含有誤差的測量值進行對比同時求出其偏差。然后將所有衛(wèi)星的測距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測距誤差改正測量的偽距。最后，用戶利用改正后的偽距解出自身的位置，就可消除公共誤差，提高定位精度。其基本原理如下：在信標(biāo)基準站上觀測所有衛(wèi)星，根據(jù)基準站的已知精密坐標(biāo)（，）和由星歷數(shù)據(jù)計算得到的某一時刻各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)（，），按下式（）求出每顆衛(wèi)星在該時刻到基準站的真正距離：（式略）只要

2、同時觀測顆衛(wèi)星，利用改正后的偽距（）（，）就可按以下偽距觀測方程計算用戶站的坐標(biāo)為：（式略）偽距差分有以下優(yōu)點：）由于計算的偽距改正數(shù)是直接在坐標(biāo)上進行的，即得到的是直接改正數(shù)，不變換為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，所以能達到很高的精度。這種改正數(shù)能提供定位精度，所以在未得到改正數(shù)的空隙內(nèi)能繼續(xù)精密定位。基準站能提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，而用戶站只需接收顆衛(wèi)星即可進行改正，無需與基準站接收相同的衛(wèi)星數(shù)。因此，用戶站采用具有差分功能的簡易接收機即可。偽距差分能將兩站間的公共誤差抵消，但隨著基準站與用戶站之間距離的增加，系統(tǒng)誤差將會明顯增加，且這種誤差采用任何差分方法都不能予以消除。因此，基準站與用戶站之間的距離對偽距差

3、分的精度有決定性影響。為了在一個廣闊的地區(qū)內(nèi)提供高精度的差分服務(wù)，將若干個基準站和主站組成差分網(wǎng)。主差分接收來自各個監(jiān)測站的差分信號，然后將其組合并形成在擴展區(qū)域內(nèi)的有效差分改正電文，通過衛(wèi)星通信線路或無線電數(shù)據(jù)鏈把擴展改正信號傳送給用戶站，這就形成了擴展的差分。擴展差分的基本思想是對觀測量的誤差源加以區(qū)分，并單獨對每一種誤差分別加以“模型化”，然后將計算出的每一誤差源的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶站，改正用戶站的定位誤差。廣域差分不僅擴大了差分的有效工作范圍，而且保證了該區(qū)域的定位精度，。系統(tǒng)調(diào)試整個系統(tǒng)由個部分組成，共有根電纜線進行連接，按照圖進行系統(tǒng)連接，同時還要將測深桿進行有效的固定，天

4、線應(yīng)盡可能地放在測深桿的正上方，否則還需進行偏心改正。系統(tǒng)調(diào)試時主要測試外業(yè)采集軟件（美國公司生產(chǎn)）的顯示及運行狀況，用測深桿的實測水深與測深儀所測得的水深進行比較，并通過吃水和聲速進行調(diào)整，以達到兩種數(shù)據(jù)的一致。區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定為了將測得的坐標(biāo)轉(zhuǎn)至西安坐標(biāo)系，具體外業(yè)實測之前，應(yīng)在至少個四等以上的西安坐標(biāo)系統(tǒng)下的起算點上安置接收機，各自觀測，以便準確地求得系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)。水尺制作及水位的讀取水位測量是水深測量不可缺少的數(shù)據(jù)，因此在海底管道工程勘測前、后，都要從現(xiàn)有水文站上（或設(shè)臨時水尺）獲取觀測期間的水位數(shù)據(jù)，以便對測得的水深進行一定的改正?？v斷面測量對于海底管道的勘測可分兩步進行。第一

5、步，沿平行管道路由中心線，以管道路由中心線為軸線向兩側(cè)各推進的區(qū)域縱斷面；第二步，沿垂直管道路由中心線，以管道路由中心線為軸線向兩側(cè)各推進的區(qū)域進行橫斷面測量（圖略），并對周邊障礙物進行較為詳細的勘測?？v斷面測量比較方便，只需將測量船沿管道中心線行駛（測量時的航速控制在左右），測量系統(tǒng)便能按一定距離自動準確記錄點位坐標(biāo)和水深數(shù)據(jù)。當(dāng)沿管道路由行駛段無障礙物（如無海上養(yǎng)殖等）時，測量船正常行駛即可；當(dāng)航道行駛段有障礙物（具體表現(xiàn)為養(yǎng)殖區(qū)和漁網(wǎng)區(qū)等）時，首先用數(shù)碼相機拍攝障礙物的數(shù)碼相片，然后在天線到達其位置時，用手動記錄下其點位，并在航跡圖上用指定的符號進行表示，用其名稱進行中文注記。當(dāng)海底管道

6、縱斷面測量完成后，可將其數(shù)據(jù)記錄文件導(dǎo)入相應(yīng)的成圖處理文件。根據(jù)各個儀器（測深儀換能器等）不同的位置偏移量，剔除誤差較大的測點，并經(jīng)過適當(dāng)?shù)木庉嬏幚碇螅ㄈ鐚⒁虮茏寣?dǎo)致的曲線拉直等），即可計算整條海底管道路由的里程、各路由段的曲率半徑和偏角、水深、主要礙航物等勘測參數(shù)，生成相應(yīng)的航跡圖。橫斷面測量縱斷面測量過程中，根據(jù)水深變化實時調(diào)整儀器增益，測深儀對水深值進行吃水、水位實時改正，而軟件則將瞬時水深數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)進行記錄，測深儀同步進行水深模擬打印，這樣便形成縱斷面圖。此時可清楚觀察到每一海底管道路由段的水深情況，因而可確定橫斷面的測定區(qū)域。在橫斷面測量之前，可在計算機上設(shè)定好條橫斷面測量設(shè)計

7、線，測線間隔為。具體測量時可用水深測量系統(tǒng)進行，測深點間隔為。當(dāng)測量船無法靠岸時可輔之以測繩加測桿的傳統(tǒng)方法進行。當(dāng)測量船行駛段有障礙物時，首先用數(shù)碼相機拍攝障礙物，然后將測量船設(shè)有天線的一側(cè)小心靠近障礙物的位置，并手動標(biāo)定其點位，用建筑物的名稱進行中文注記，測定障礙物的詳細參數(shù)如用手持測距儀測定養(yǎng)殖設(shè)施的主要尺寸等。對于障礙物較少的路由區(qū)域，可將縱、橫斷面的兩次測定過程簡化為一次測定，以提高作業(yè)效率。對于水面較窄的海底管道路由區(qū)域，由于測量船較難轉(zhuǎn)彎，也可采用定位精度較底（）的手持式接收機測定航跡線和障礙物的位置，并結(jié)合用測繩加測深儀或測桿的傳統(tǒng)方法測定海底管道路由的水深。外業(yè)數(shù)據(jù)的處理使用

8、軟件對水深數(shù)據(jù)進行處理，先將水深值與模擬記錄紙進行對照檢查，排序，去掉錯誤、多余和重復(fù)的數(shù)值后，通過潮位數(shù)據(jù)、聲速數(shù)據(jù)改正，輸出為文件。在平臺上對圖形文件進行文字注記、勾繪等深線（等深線間隔為。當(dāng)海底坡度變化很大時，等深線適當(dāng)壓縮）、設(shè)計圖幅和進行必要的編繪，獲得最終水深。外業(yè)勘測注意事項外業(yè)勘測過程中應(yīng)注意：）由于信標(biāo)臺的差分信號來源于我國交通部在沿海建立的公用信標(biāo)臺站，對內(nèi)陸的作用范圍僅在以內(nèi)，故受地域局限，該系統(tǒng)僅適用于我國沿海地區(qū)。）數(shù)字測深儀的穩(wěn)定工作至關(guān)重要，每天工作前都應(yīng)通過調(diào)整換能器的吃水改正和聲速改正使測量值盡量接近測深桿的實測值。同時對海床較淺的海底管道路由區(qū)域，測深儀的靈

9、敏度應(yīng)放在“”較為適宜。）信標(biāo)機在工作過程中應(yīng)設(shè)置成自動尋找信標(biāo)臺站。若精度要求不高（）時，信標(biāo)機還可設(shè)置成“無差分記錄”功能。）電源的有效供電對提高系統(tǒng)的作業(yè)效率十分重要，因此在工作過程中不僅要為系統(tǒng)配備一個高性能的蓄電池，而且還應(yīng)配備一個備用電池，以確保系統(tǒng)正常工作。）因各測區(qū)水深變化較大，測量人員在操作儀器時應(yīng)根據(jù)所處海域環(huán)境及時調(diào)整工作參數(shù)，使測深技術(shù)中的水深測量系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)達到最佳效果。福建站線湄洲灣海底管道工程路由勘測應(yīng)用了先進的差分全球定位系統(tǒng)（）。實踐表明，測深技術(shù)的引入和應(yīng)用，摒棄了傳統(tǒng)的測繩加測深桿的方法，具有很強的優(yōu)越性。該技術(shù)極大地提高了海底管道工程的勘測水深精度，同時為海底管道工程的后期路由防護提供了良好的勘測技術(shù)基礎(chǔ)。然而，雖然測深技術(shù)逐步為海底管道工程所采用，但其是一個不斷探索、不斷完善的過程。