表面流速流向測量的新方法

1、表面流速流向測量的新方式摘要：本文主要對原始使用經緯儀前方交會及用GPS跟蹤施放流速的測量方式進行了改進，利用手持GPS的功能實現(xiàn)了流速流向數(shù)據(jù)采集的自動化。主題詞：流速流向 測量 新方式一、前言在內河航道測量中，表面流速流向的測量一直以來都是各測量單位認為比較麻煩的問題。因為使用經緯儀進行前方交會測量，所需的測量人員要求較多，而且受氣候和通視等因素的影響，其工作效率很低。GPS被廣泛使用后，各測量單位都用GPS對流速流向進行跟蹤定位，使用這種方式要求的測量人員較少，克服了氣候和通視條件的影響，但使用GPS進行對流速跟蹤定位測量時，一次只能施放一條流速，用船艇跟蹤浮具時，由于只能在浮具的旁邊定

2、位，所以定位精度較差，而且由于船艇在浮具的周圍行使，貼靠時對浮具的流向和速度都存在著影響，使得所采集的數(shù)據(jù)不是很準確，所以我處測量隊從2001年起就對表面流速測量方式的進行了多次的探索和嘗試。去年手持GPS配備到我處后，我處測量隊利用手持GPS的一些功能及與之相配套的MAPSOURCE軟件，實現(xiàn)了流速流向數(shù)據(jù)采集的自動化，從而使我處測量隊在流速流向的測量工作效率和成圖質量得到了大大的提高。二、使用方法及技術指標在使用手持GPS進行測量時主要要解決手持GPS的定位精度、手持GPS在浮具上的安裝、數(shù)據(jù)的自動采集和下載及內業(yè)后處理這四個方面的問題。我處測量隊測量人員通過一年多的摸索和試驗,較好地解決

3、了這四個方面的問題。1、對手持GPS定位精度進行檢測:由于手持GPS的定位精度比使用差分改正的GPS定位精度要低,如果用手持GPS進行流速流向定位,必須使得它的定位精度符合水運測量規(guī)范的要求。我處測量隊根據(jù)轄區(qū)內GPS的C級控制網(wǎng)中控制點,求出WGS84到北京54坐標系轉換五參數(shù)DX=-14;DY=-112;DZ=-50;DA=-108;DF=0.00。并且在轄區(qū)內四個較高等級的控制點上對手持GPS的定位精度進行了比測,比測結果如下圖:控制點名控制點坐標手持GPS測定坐標點位中誤差XYXY81753328754.33501563.953328755501565洪湖處3399617.423449

4、339.9613299617449340從上圖比測的結果可以得出,手持GPS定位的點位中誤差最大為 ,而水運工程測量規(guī)范中要求,水深測量中1:10000的測圖點位中誤差不超過圖上1mm,也就是說實際在10米以內,而手持GPS比測結果中的點位誤差大大小于規(guī)范的要求,可以手持GPS在1:5000和1:10000航道測量中進行流速流向測量的精度是符合測量規(guī)范要求的。2、手持GPS在流速流向浮具上的安裝：我處配備的手持GPS不具備防水、防震的功能，如果長時間在江面上作業(yè), 儀器有可能進水造成損壞,所以在將手持GPS安裝到浮具上時,首先要用透明的塑料薄膜進行多次的包裹,使之密封,然后再用泡沫和手持GPS

5、捆綁在一起,防止浮具被船舶碰撞后儀器不會沉掉,然后再將其和浮具捆綁在一起，使儀器超出浮具一定高度，一般為0.50.8米，并且認真的檢查捆綁是否牢固, 最后在浮具上豎立一面醒目的測量旗,提醒過往的船舶注意避讓,以保證浮具和儀器的安全。3、流速流向數(shù)據(jù)的自動采集和下載：手持GPS在浮具上安裝的問題解決后，主要就是解決手持GPS在流速流向施放過程中，數(shù)據(jù)的自動采集和事后下載。由于手持GPS具有對航跡的定位功能，所以在航跡設定的界面中設定好自動采集航跡的數(shù)據(jù)即可，如下圖所示： 然后，在施測前將儀器全部更換新的電源，保證流速在施放的過程中不會斷電。手持GPS的航跡數(shù)據(jù)采集是1000個點，而一條流速所需的

6、數(shù)據(jù)為100個點以內，所以流速數(shù)據(jù)的采集是可以完全的記錄下來的。數(shù)據(jù)采集完后，接下來是將手持GPS中的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)組apsource軟件中，操作界面如下： 圖2-3 將手持GPS采集的數(shù)據(jù)下載后，外業(yè)的工作基本上完成，接下來就是在內業(yè)對數(shù)據(jù)進行處理成圖。4、內業(yè)后處理成圖：外業(yè)采集的數(shù)據(jù)由于通過Mapsource軟件下載后數(shù)據(jù)不能直接在CAD和測量成圖軟件中使用，需將數(shù)據(jù)轉換成txt文本格式后，通過Excel軟件進行整理后再調入測量成圖軟件中轉換成dxf格式，然后CAD軟件中打開這個文件，通過CAD軟件中的標注功能，實現(xiàn)流速值的計算和標注，其具體操作如下：首先打開所需編輯的流速文件，然

7、后點擊“標注”菜單下的“風格”選項，出現(xiàn)如下圖界面 在上面的界面中“幾何”、“格式”菜單中的設置可以不必修改使用默認的參數(shù)，主要是對“注釋” 菜單中的設置進行修改：此框中輸入流速值字體的高度 然后點擊主單元下的“單元”，出現(xiàn)如下圖界面：此框中輸入1/流速間隔秒數(shù)的值設置好上述參數(shù)后，選擇“確認”退出。然后再點擊標注菜單下的“對齊標注”就可以對圖上的流速流向進行計算標注。最后將標注好的流速文件保存為dxf文件格式，就可以在各種測量成圖軟件中調入使用了。三、技術總結我處測量隊從去年開始使用這種方式進行了流速流向的測量，通過一年多6個測次的測量，在施測的過程中，為保證浮具和儀器的安全，在浮具下水后，

8、船艇就在下游2-3公里處，對浮具的流向進行監(jiān)控，并且和過往的船舶加強聯(lián)系，提醒船舶注意避讓。在分汊的河段，都會另外安排小機劃在汊道口處守候，保證流速的全程都在監(jiān)控之下，使得流速能順利的施放成功。用這種方式進行流速流向測量后，使得其工作效率得到了很大的提高，原來用GPS進行跟蹤定位一次只能施放一條流速，而用這種方式進行測量一次可以施放2-3條流速，工作效率提高了2-3倍。由于工作效率的提高使得測量的成本也大大的降低，給單位也產生了一定的經濟效率。在測量精度上也比用GPS進行跟蹤定位的精度有所提高，因為用GPS進行跟蹤定位時，只能在離浮具5米以外進行定位，不能準確的反應浮具的中心位置，而把手持GSP綁在浮具上，使其能準確的記錄下浮具的流速流向，提高了定位精度。四、存在的問題在使用手持GPS進行流速流向的測量過程中，取得了一定的成績，但在測量的過程中，也存在著一些