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摘要：随着科技的进步与时代的发展，水下地形测量技术已被广泛应用到不同行业的不同领域中。本文介绍了水下地形测量的特点，并对不同水下地形测量技术进行了分析阐述。
关键词：水下地形测量；测量技术；应用
引言：
随着科技的进步与时代的发展，水下地形测量技术也得到迅速发展，并被广泛应用到实际生产中。不管是城市的防洪还是河道的整治、港口的建设与海底的探矿都需要对水下的地形进行合理的勘测并进行准确定位。目前我国的水下地形测量技术仍旧存在许多不足与缺陷，这就要求我们必须对其加以完善，来进一步制定出更加符合时代与社会需要的测量技术方案。
1水下地形测量特点分析
水下地形测量的结果既可以用水下地形图、断面图等图形形式展现，又可以利用存储器数字存储或表格的形式直接展示。但需要注意的是，水下地形图与常规的海图并不完全一致，在水下地形图中需要利用水下等高线、高程等对水下地形的变化进行描述，而非等深线。在水下地形测量进行的过程中，需要直接在水上完成，所以，测量的难度比陆地地形测量大得多。在水下地形测量中，选用的测量方法要结合水体的流速、深度、水域的宽度等实际情况确定。通常情况下，如果对水域宽度和流速相对较小的河流湖塘进行水下地形测量，应选用经纬仪、标尺、标杆等测量工具，利用极坐标法、断面法等对所获取的数据进行处理，完成定位过程；情况相反时，则需要利用断面角度交会法等进行相关参数的计算。在实际选择测量方法的过程中，也要考虑测量标准，比如测量任务对精度要求非常高，可选择微波测距交会定位系统或电磁波测距极坐标定位系统等；而在测量任务对精度要求较低的情况下，可直接通过无线电双曲线测定法等进行测量。
2水下地形测量技术的应用
2.1无线电定位测量技术
无线电定位技术多运用于海洋的测量定位中，将岸台作为无线电定位的基础，来进行测距差定位与测距定位的划分工作，其中测距定位系统具有明显的高精确度特点，但是由于其作用距离过短，且用于信号接收的接收船数量有限，使其只能用于近程的定位工作中。而测距差定位又被称作双曲线定位，其具有明显的作用距离大和接收船台数量不限的优势，但是其自身的定位精确度很难提高，且始终无法克服测量数据的多值性特征。
2.2光学定位测量技术
光学定位技术往往只能运用于视线距离能够涉及的范围内，运用光学定位需要使用各种各样的光学仪器，如测距仪、经纬仪和六分仪等，并通常采取后方交会法与前方交会法的测量方法，来进行水下地形的定位与勘测工作。光学定位测量法是一种便于操作且经济性能较高的定位方法，但是由于其在进行后方交会时通常需要在陆地上设置三个以上的测量标志，且作用距离相对较短，使得定位的精确度不高，测量读数困难。
2.3深度测量定位技术
在回声探测仪出现之前，我们只能使用探测锤和探测杆来进行水深的测量活动，而回声探测仪的发明出现，使得水下地形的测量工作开始运用水声换能器来进行垂直声波发射，并通过对水底回波的有效接收，来进一步确定被测点中水的深度。
2.4GPS与测深仪结合测量技术
GPS能实现精确定位，测深仪更加适合于水下作业，二者之间的有机结合能有效满足水下地形测量的需要。在应用过程中，首先要完成测量准备工作，比如准备相应的地图、测量工具，包括GPS仪器、水下测深仪等，并聘请熟悉测量水域的相关人员等；要在测量天线上安装GPS，调试测深仪，通过基准站和流动站的建设形成差分记录模式。在水下地形纵面和横断面图的测量过程中，测量船要保证在测量中心线移动，且移动的速度要一直低于10km/h；在记录测量数据时，要保证纵断面数据每隔20m保存一次，横断面测量数据每2m保存一次；记录航道标志，具体的坐标、水深等可以通过与GPS连接的计算机直接获取；完成内业整理工作，即水深的编辑、水位的调整等，在此过程中，主要工作通常由软件直接完成，从而保证数据计算结果的准确性和整理效率。除此之外，要进行测量结果的验证，如果测量结果与已有的大比例尺测量图的相关数据误差在10m以上，则说明测量结果不可信，需要利用其他方法复测。
2.5无人测量船测量技术
科技的发展使得测量行业也有了巨大变革，无人船也被投入到了现阶段的水域测量工作，能够将水下测量的设备装载到无人船上，通过精确的声呐、全球定位系统等遥感设备，结合新兴的远程控制软件设备，实现操作技术人员在岸上就能够时时的监控无人船只情况，并就无人测量船回传的测量数据进行分析研究。但在离岸较远或风浪较大的水域无法应用。
2.6深度定位测量技术
该技术利用水声换能器先垂直向水下发送声波，然后对水底反射的声波进行接收和整理，进而判断水下地形。相比探测锤、探测杆等深度测量工具，该技术在操作可行性和数据获取效率方面具有明显优势。但需要注意的是，此项技术的应用受水下环境的影响较大，所以，在条件允许的情况下，要尽可能与其他水下地形测量技术结合应用。
3GPS与测深仪结合测量技术的具体操作流程
3.1测量前准备工作
搜集和目标航道相关的最新地图，准备好相应的工具。应安排对目标航道较熟悉的船长负责测量船的驾驶。
3.2安装、调试及解算模式
先按规范将测深杆设置在测量船的一侧，并将GPS接收天线有效固定在测深杆的上方。接下来，将GPS卫星信号接收装置、数字测深仪以及笔记本电脑三者的数据线连接到一起，并保证其正确性。对测深仪进行有效调试，合理设定吃水深度改正数，并通过测杆进行校对。若采用的是差分解，则需要使用2台GPS卫星信号接收装置，一个设为基准站，另一个设为流动站，将基准站和发射电台相连到一起，并利用手提笔记本在基准站对坐标进行采集，接下来将手提笔记本和流动站连接到一起，流动站和基准站分别接收、发射信号，采用差分记录模式，精度控制为5mm±2ppm。
3.3航道纵、横断面图测量
要求测量船始终在航道中心线上行驶，速度控制在10km/h以内，纵断面、横断面点之间的距离可参考实际情况进行设置，通常纵断面要求每隔20m记录1点，横断面要求每隔2m记录1点，待设置完成之后计算机对数据进行自动记录，如点位N和E的各自坐标以及水深数据。参考外业软件提供的纵、横断面图，辅以内业软件对水深点进行系统分析，这样能够快速且准确地获得航道最小宽度以及水深。
3.4航道标志记录
在测量工作中，计算机以自动方式记录各点的坐标N、E以及水深。当GPS天线靠近特殊地段（如有高压电线）时，应记下点号，并采用对应图例在计算机提供的航迹图上对正确位置进行明确标记。
3.5内业整理
通过外业软件对数据予以处理，包括水深编辑、水位调整、标记水深点等，然后进行后续的内业编辑。依据航迹线上明确标识的地物位置，借助软件自带的标尺功能测得目标航段的里程，还可测得建筑物、航段起点之间的距离等，然后通过作图法计算出航道拐弯部位的弯曲半径。参考外业资料，通过内插法以获得各处所对应通航水位的上限和下限，立足于测时水位以及水深，便能够计算出目标航段的水深以及底宽。对相关数据进行整理，并准确填入调查表。
结束语：
现阶段，我国水下地形测量技术已经呈现出多样化发展的特点，且测量的精度、可操作性等方面都得到了优化。在具体测量项目中，可以结合项目的实际需要灵活选择，这是我国测绘水平提升的具体体现，为我国水下工程的开展提供了强大的技术支持。
参考文献
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