航道工程测量海洋测绘通信技术实践

航道工程测量海洋测绘通信技术实践

摘要：单声波是海洋测绘中常用的一种方法。这样，水上的船作为测量平

台，再用平板来完成测量工作。然而，单声波的测量存在很多缺点，测量数据

不是很完善，这种测量方法的效率相对较低。目前绘制海洋地图的方法已经改

变，使用多种声波模式和恒星定位使测量更加精确，以及测量海洋中的沉积物

类型和淤泥厚度。海洋测绘技术和通信技术在港口航道疏浚工程中的应用，可

以快速处理测量数据，大大提高测绘工作的效率，为建设创造更好的条件。

关键词：航道工程；测量海洋；测绘通信技术

一、航道疏浚工程概况

某城市港口航道疏浚工程长度可达公里，航道底部宽度为210米。自航吸

式挖泥船用于挖泥施工。但由于需要疏浚的区域大，涉及的范围广，通过的船

舶数量多，使得工程施工前的测量工作困难。传统的测量方法难以满足测量精

度的要求，且耗时长。因此，为了有效地完成测绘工作，必须采用现代海洋测

绘新技术和通信新技术。

二、海洋测绘技术及通讯技术设备类型

1.平面定位设备

Sagitta射手接收机是该航道疏浚工程在开展测量作业的时候应用的设

备，这个设备主要就是用在海洋测绘和通信，利用UHF电台数据链来完成信息

的传送，其有很好的灵活性，而且在使用过程中也可以起到维持安全稳定的作

用，而且，数据链覆盖面较广，不会因为距离远而无法完成测量。

2.潮位巡报系统

在航道疏浚工程测量中，采用的是潮位遥报险潮仪以及灯塔自动遥报验潮

仪，选择的型号为南疆自动遥报验潮仪(SAC5-1)以及大沽灯塔自动遥报验潮

仪(KCYL-A)o利用平面定位设备来测量潮水的实际位置情况。

3.多波束系统

在测量中采用的水深测量设备为多波束系统，该系统运用了现代化技术，

具有精确的测量效果。选择的cabat8101多波束系统的性能指标为：工作频率

为240kHz,测深分辨宓为12.5mm,最大量程为200nb波束数为101个，纵向

束宽与横向束宽均为1.5。。设备的测量精度满足相应的标准，能够达到该工

程测量的要求。

三、港口航道疏浚工程测量中现代海洋测绘与通讯技术的运用

在航道疏浚工程的测量，为了减少疏浚施工的压力，促进测绘的效率，确，呆测

量结果的准确性，应借助现代海洋测绘技术和通信技术完成作业，因此，可以利用

LRK技术、多波束技术和水遥感技术实现测量，具体应用包括以下内容。

1.LRK测量技术在港口航道疏浚工程测量中的应用

LRK技术全名为远距离双频实时动态载波相位差分技术，通过将GPS接收

器设置在载体上，并且在地面设置相应的基准点，使设备在互相配合以及运行

过程中进行动态定位，将运动载体的空间位置测量出来，并且能够获得准确的

载体运动轨道。采用该技术能够实现动态定位的需求，根据各个阶段的定位测

量需求来提供相应的定位服务。该定位系统在应用中可分为实时差分动态定位

以及后处理差分动态定位两种，实时差分定位应用不需要建立无线电数据传输

系统，可在观测的同时将运行载体定位计算出来，借助该系统能够使数据得到

高效、远距离传输，传输距离受到了不同因素的影响，其中有设备数据链、运

动载体电台天线的设置高度等内容。数据链电台建择的是超短波频率，该设备

通常局限在视距范围之内，发射台的高度情况以及接受台位置等会对其产生影

响，需要根据以下公式进行计算：

其中D表示的是视距，hl表示的是基准台数据链天线设置高度，h2表示的

是运动载体数据链天线设置高度。结合以上式子，为了使型号能够实现大范围

的传递，需要对基准台以及航台的天线高度进行有效控制，使两者的和超过

94km,根据港口附近建筑的情况，可将VTS塔定位基准站，保证天线在88m以

上。应将基准台的位置作为测量目标，使用RTKgps系统来收集来自控制点中的

GPS差分数据，可得到基准台的相应位置信息，之后对参数进行转换，能够得

到在此点上的坐标。在测量过程中使用LRK技术能够使测量的精确性提升，同

时能够实现动态的适时测量。但是在应用中应考虑到其特点，一般在距离验潮

站距离较远的区域测量能够达到较好的效果。

2.多波束测量技术在港口航道疏浚工程测量中的应用

多波束系统的应生可弥补单波束测量的缺陷，具有较高的精确性和分辨

率，能够对点到线以及点到面的深度进行测量，在疏浚工程的测量中能够发挥

出有效的作用。多波束系统中有发射换能器、接收换能器以及运动传感器等部

分，还有数据采集系统以及导航设计系统等，能够对数据进行校准与处理。利

用该技术进行测量的时候，首先，应建立船体的坐标系，采用广角度定向发射

以及多阵列信号接收等技术，能够获得斜距、波束角、横摇及纵摇等参数，进

而能够计算得到船体的坐标系。其次，应进行系统的安装与调试，在测量传感

器相对船体坐标原点偏移量并且进行改正的条件下，将运动传感器、多波束换

能器以及接收机天线等安装好，之后可以进行通电测试，在测试中对偏差角度

进行校正，避免误差对实际的测量产生影响。最后，需要进行数据处理，采用

多波束技术进行数据处理，可以得到测量的精确结果，并且能够形成多格式数

据的综合数字化地形图。经过以上环节，可获得实际深度的测量结果。

比如，在某海洋工程建设中，应用多波束系统进行测量的时候，需要对系

统进行调整，在满足要求后可开始进行测量。可采用RBN-DGPS技术进行水深测

量作业平面定位，之后进行扫道设计和测线设置，获取到相应的测量数据，使

用处理软件完成水深点后处理，将水深数据进行水位改正，最终得到相应的测

量结果。

3.潮位遥报系统在港口航道疏浚工程测量中的应用

遥报系统能够使航道疏浚工程测量中的潮差问题得到解决，利用实时通信

传输大陆架水位与海洋水位，可避免航道内外产生潮差现象。该系统中包括前

置机与后级机，可将采样的相位变化转换成潮位数据，利用算法进行数字滤

波，判断潮位的变化情况，能够确定港口航道疏浚工程的琉浚时间以及疏浚位

置，由于航道疏浚工程中最远及陆地之间的距离为37km,港口的内外的水位差

别影响因素包括潮汐差、潮汐时间等，因此航道的位置不同测量得到的潮位值

也不同，需要进行区别。通过实际的试验可知，在相同的区域中，各个潮汐时

段测量得到的结果之间相差了半米，为了保证测量结果的准确性，应选择科学

的潮汐误差控制法。因此，需采用潮位遥报系统以及LRK-DGPS系统来进行潮位

的测量。在应用中，可采用浮子式自动验潮仪设备进行测量，该设备在水位测

量中具有较高的精确性，能够达到1cm,并且可将测量得到的数据借助VHF来

传输到数据处理中心，在传输过程中数据中心安装了相应的接受设备，能够获

得潮位信息，经过相应的串口实现与计算机系统的连接，将数据输出。应用压

力感应式自动验潮仪设备的时候，其测量精确度也能够达到1cm。而采用LRK-

DGPS测量系统的时候，应用的范围应在30+0海旦处的潮位，测量精度为

Ippillo但是由于验潮位精确度相对较低，这使潮汐准确测量效果减弱，难以达

到实际要求。

结束语

港口航道疏浚工程建设前，需要进行一系列的测绘工作。为了保证测绘的

效果，应采用现代海洋测绘和通信技术，使测绘技术的应用带来有效的帮助，

增强测绘的可靠性。在应用中，可以根据实际情况选择不同的技术，如LRK测

量技术、多波束测量技术或潮汐遥测系统，使测量数据更加完善，为工程的施

工提供详细的依据，保证施工效果。

参考文献

[1]黎铺图.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

[J].中国水运,2018（。）：41-42.

[2]周博海，张浩，张峰.港口航