江航道测量施工管理论文

2022-04-13 版权声明 我要投稿

摘要:主要介绍航道整治护岸工程陆上部分的施工工艺流程以及在整个施工过程中需要注意的重难点,对做好施工过程中的质量控制与管理作出一定的论述,提倡一种流程化、规范化、标准化的作业方式,突出施工人员在施工过程中对施工质量的控制与管理作用。下面是小编精心推荐的《江航道测量施工管理论文 (精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

江航道测量施工管理论文 篇1:

精测航道经纬 彩绘美好未来

滚滚长江哺育了灿烂的华夏文明。长江航道测量这项古老不断求新的行业可以追溯到2000多年前。从战国时期李冰修都江堰,做三石人立于水中,以“竭不至足,盛不没肩”的法则来观测水位;到唐代,三峡先民以江心双鱼石刻观测水位变化、预卜农业丰歉。从宋代水则碑,到清代的水志碑,无不是展现出华夏先祖对长江水的探知与掌控。

在新中国60多年风雨兼程中,从电子仪器取代光学仪器;到GPS技术广泛应用;再到测绘科技与现代电子、物理、机械等先进技术的完美结合,长江航道测绘事业蓬勃发展。

进入二十一世纪,长江航道迎来大建设大发展,长江航道测量中心正式挂牌成立,这支测绘队伍已经发展成为数字服务为主业的测绘单位,承揽了长江航道维护管理的基础测量、非常态化的应急扫测、航道建设的前期勘测、航道科研的原型观测和数据模型……成为长江航道现代化建设的先锋队和排头兵。

多来年,长江航道测绘人取得了多门类的测绘业绩,丰富的测绘经验,成熟的施工工艺,较高的测绘技术业务水平,其专业优势在长江航道,乃至全国都有较大的影响力;培养了一批理论知识扎实、技术业务强、实践经验丰富的专业技术人才,有实干精神、工作能力强的管理干部,及各类工种的技术工人骨干队伍;造就了一支特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献的职工队伍,形成了长江航道测绘特有的文化氛围;培育了在社会各界重合同、讲信誉、优质诚信的良好口碑和过硬品质的单位形象。

长江航道测绘人几十年如一日甘当“无名英雄”,为了每一个基础数据,他们一步一个脚印踏遍长江干线航道千山万水,战寒暑、攀悬崖、住蓼棚、饮江水,在恶劣的自然环境中坚持工作并逐步形成了“招之则来、来之能战、战之能胜”的工作作风。

在艰苦创业中形成了优良传统,优良传统又沉淀了行业特有的文化和底蕴。长江航道测量中心主任张国平表示:“经纬文化在艰苦创业中形成,并在改革发展过程中不断得到完善,逐渐形成了既能反映优良历史传统,又能体现测绘特色,既兼容并蓄、又与时俱进的经纬文化建设体系。”

品牌凝结行业文化精髓

从历史传承和积淀中绽放出长江航测文化之花,从“十一五”期开始,测量中心就着手开展文化建设规划的制定,在全中心各项工作中引入文化理念,总结提炼了出具有测绘特色的文化品牌——经纬文化。

长江航道局党委书记李伟红曾指出,“品牌是物质文明与精神文明深度融合的结晶,是行业影响力和竞争力的最好展示,是提升行业知名度、美誉度最有价值的无形资产。”

以“测天地经纬,绘航道蓝图”的宗旨,它是长江航道局“开辟美好生活新航道”使命在测量中心的落地和深化,它精确地界定了长江航道测量中心的行业特征。

以“成为航道测绘的引领者”为奋斗目标,测量中心致力于行业“引领者”,时刻满怀手挽“长江”闯天下的豪迈气魄,永远屹立在测绘技术开发、测绘工艺改进、电子航道图制作、测绘管理创新和市场拓展的浪尖潮头。

以“尺幅千里,惟精惟一”为测绘文化品格,内修才德,外塑形象,专精于测绘服务,善于创新而不逾矩,以所作所为要经得起实践的检验、时间的检验和历史的检验的标准,激发职工以饱满的奋斗精神和创业精神为长江黄金水道的建设做出应有贡献。

秉承着“测绘为根,服务为本”的测绘理念,时刻站在航道建设与维护的角度考虑问题,一切为了畅通;提炼出管理之道、成长之道、文化氛围。这些理念得到了职工普遍认可,并转化为自身的行为准则和道德规范。

今年以来,在经纬文化辐射下开展廉政文化创建活动,构建具有航测特色的廉政文化体系,推动廉政文化向纵深发展;同时,协同安全部门建设测量安全文化,使文化之花在测量中心各个角落盛开,塑造极具特色的测绘文化品牌。

五化载体落地入脑进心

行业文化重在落地生根,经纬文化建设的落地生根,实质是将经纬文化体系的内容落到实处,使之产生实效,使之真正在广大职工中入脑、进心,化为自觉行动。

测量中心通过“五”化来促进经纬文化落地生根,即共识化、制度化、典型化、经常化、景观化,通过建设新型文化设施,高起点、高标准的建设墙(文化墙)、廊(文化长廊)、船(文化景观化趸船),带动群众性文化娱乐活动的全面开展,积极组织形式多样、喜闻乐见、健康有为的文化活动,丰富群众精神文化生活,使广大干部职工在活动中领悟、认同经纬文化理念、促进文化落地,进一步推进测量中心文化建设向纵深发展,来引领广大干部职工干事创业的激情。

为了让文化理念入脑,为使广大职工能够更准确理解、正确把握中心目标愿景,测量中心积极拓宽文化宣贯方式,通过在中心机关大屏幕、内外网开辟专门经纬文化专栏、手机短信平台发送信息、中心QQ群、经纬文化宣传挂画等方式来进行宣传;目前制作了《经纬文化手册》、《经纬文化职工读本》、《经纬文化(导读本)》等一批文化读本发放到职工手中,并积极在《中国水运报》开辟文化专栏,向社会和行业介绍经纬文化的内涵;通过新型文化设施的建设,在机关大楼、基层办公场所以及船舶上制作经纬文化标语,力求做到三个统一,即“统一的施工、统一的标识、统一的内容”。通过广泛宣传诠释,引导职工理解、认同经纬文化理念,并融入思想和行动,在工作、生活中自觉践行。

为进一步推动经纬文化建设向纵深发展,促进经纬文化建设在中心上下落地生根,开花结果,凝聚和激发广大员工的力量和智慧,确保测量中心稳步快速发展,测量中心开展一系列宣教活动,结合创先争优开展“经纬文化大家议”、“我为经纬文化建设献一计”、“经纬文化解读”、“送文化下基层”等多种形式的座谈交流活动,使文化理念入脑;结合丰富多彩文体活动开展职工运动会、新春团拜会、演讲比赛、读书交流活动、歌唱比赛、技能竞赛、演讲比赛、廉政宣教月、安全生产月、青年志愿者活动等活动,来积极推崇廉政文化、安全文化、青年礼仪文化等多元化文化,使文化理念入心;结合民生工程积极开辟文化活动场所,机关、基层各单位和船舶上,共计建成了职工书屋1个、水上书吧1个、读书角5个、文化长廊1条、体育健身室1个以及多功能文化厅1个,在丰富了职工业余文化生活的同时,也大大提高了他们的综合素质。

通过近两年的文化建设,始终坚持以科学的理论武装人、以高尚的精神塑造人、以新的知识体系充实人,内强素质,对职工综合素质的提升,进一步凝聚战斗力,使得广大职工的精神面貌、工作斗志、综合素质大幅提高。近年来,涌现出3名全国交通技术能手、一名湖北省杰出青年岗位能手、一名长江航道十大道德楷模等先进个人。

与此同时,测量中心发展强劲,长江航道测绘人通过科研测量、应急测量、建设测量、维护测量和电子航道图绘制等工作,有力保障了黄金水道的畅通,以专业高效的测绘服务描绘美好生活。测量中心自2007年成立以来,单位成功升格,电子航道实现了全线贯通,测绘生产任务快速增长,科技创新成果丰硕,职工幸福指数稳步提高,先后获得中国测绘学会裴秀奖金奖、湖北省最佳文明单位、湖北省文明单位、湖北省五一劳动奖状和湖北省创争活动标兵单位等荣誉称号。

五大特色营造“幸福航测”

“‘十二五’期,长江航道测量中心将建设成为全国内河电子航道图研发中心,长江航道的测绘技术中心、管理中心、数据中心、科技中心、信息发布中心、成果对外服务中心。如果不加强文化建设,没有先进文化来引领,职工必将形如一盘散沙,缺乏斗志,就不可能真正实现长江航道测绘现代化。”张国平主任强调。

测量中心全面总结了发展实践中凝聚并凸显出来的文化品质和内涵,形成了以“航道为根,测绘为本;创新为首,精细为要”为核心文化理念体系。从2011年起,按照“知、信、行”的工作思路,实施文化建设三年规划(2011-2013),将核心理念深度传播,增强测量中心的凝聚力、向心力和影响力,促进了测量中心的和谐发展。

据了解,测量中心文化建设确定了总体目标,即以科学发展观为指导,积极响应新形势下测量中心发展战略的要求,围绕“航道为根,测绘为本,创新为首,精细为要”的测绘理念,全面、深入、持续推进文化管理,提升测量中心文化的凝聚力、战斗力和感召力,推动测绘事业全面协调可持续发展。

测量中心文化管理将积极响应数字航道、智能航道发展的需求,服务大局,实施价值观管理、示范点建设推动、标杆管理体系应用三项基础工作,积极彰显服务文化、关爱文化、执行文化、创新文化、和谐文化五大文化特色,以文化软实力夯实核心竞争力。

测量中心领导班子以职工幸福作为衡量工作的标准,将关爱文化、服务文化、创新文化、执行文化、和谐文化作为经纬文化的五大特色,坚持贯彻“对内以员工为本、对外以业主为本”内外并重的指导思想,努力营造和谐的内外环境。

测量中心将五大文化特色贯穿于日常管理中,测量中心在市场竞争中持续领先,职工心态积极向上,归属感、幸福感日益增强。

(作者单位:长江航道测量中心)

作者:鄢向红 谌妮 任崴

江航道测量施工管理论文 篇2:

航道整治护岸工程施工质量的控制与管理

摘  要:主要介绍航道整治护岸工程陆上部分的施工工艺流程以及在整个施工过程中需要注意的重难点,对做好施工过程中的质量控制与管理作出一定的论述,提倡一种流程化、规范化、标准化的作业方式,突出施工人员在施工过程中对施工质量的控制与管理作用。

关键词:护岸施工  质量控制  管理规范

随着社会经济的发展,内河航道的重要性越来越突出,我国对加大内河航道整治的力度也越来越大,国家对长江航道整治工程投资规模逐年加大,对工程投资控制与管理的要求越来越高,护岸工程作为内河航道整治的重要组成部分也越来越多的得到重视。依目前的情况看,航道护岸工程施工工艺相对比较简单,也没有复杂的施工过程,但是想要做好护岸工程施工质量控制与管理却并不是一件容易的事情。

护岸工程施工流程

1、施工场地准备

由于航道整治护岸工程的施工地点多处于河岸两边或河中央的洲岛周边,对施工水位要求比较高,这使得护岸施工只能在一年中的某一个特定时期才能过行,一旦达到施工水位,工程单位进入施工现场,先对周围的构造物、草皮及树根等进行清除;周围存在废弃物,须按照要求进行科学、合理的处理;对于可能出现的耕地占用情况,要做好与地方相关部门的协调工作,确保能顺利进入下一步施工。

2、原始地形测量和放样

现阶段的航道整治护岸工程主要使用GPS进行原始地形的测量和施工放样,GPS通过对RTK差分数据的解算,其固定解精度对平面坐标位置的误差可以控制在2公分以内,对高程的误差可以控制在5公分以内,完全满足护岸施工的要求(见表1)。首先根据业主单位提供的控制点架设基准站,并对GPS仪器进行效准,然后在护岸施工区域的上边线和下边线按照设计要求设置的放样点放样,放样的同时打上桩作好标记,便于下一步的土方开挖。这里需要说明一点,施工过程中要在方便的地方设置固定的控制点,以便于施工人员每天测量前对仪器进行校对。

表1   岸坡开挖允许偏差、检验数量和方法

注:该表来源于《水运工程质量检验标准2008》

3、岸坡开挖、回填夯实及平整边坡

护岸工程的土方开挖可分为粗挖过程和精修过程,粗挖过程开挖顺序由下游向上游推进,由岸边向江心进行,开挖过程中(如图1和图2),按放样点分段分层完成。机械施工时,坡面预留20cm左右作为保护层,采用人工精修方式来达到设计要求。对于回填造成的疏松土质采用打夯机逐层进行夯实。土方开挖分段、分层进行,施工过程中用挖掘机将多余的弃土转运至运输车上,然后运至不影响施工总体结构的区域进行处理。坡面修整采用人工进行,采用自上而下顺坡平整的施工方式,其平整度可用两侧架设水准线的方式来控制,清理出的土方由人工运至坡顶并由推土机推出。派专职施工员到现场组织施工,并随时对高程及边坡进行测量控制,保证削坡坡比符合设计要求。同时,用木桩、广线配合全站仪控制边坡平整度。削坡土方开挖过程中,施工区内排水是一重要因素,可以在坡顶开挖一道纵向截水沟,将滩面积水及雨水引入截水沟,再通过导滤沟和明沟排入江中。另外,对于地下水位较高且土质含水量较大的粉土或粉砂土情况,土方开挖前应先进行降水处理,视地表水水位情况决定降水时间长度,一般以出水量明显减少为开挖时间点。

图1 挖掘机开挖土方

图2 推土机粗平坡面

4、面层的修砌与铺设

护岸工程的面层是指岸坡表面开挖完成后,在其表面修砌的建筑物和反滤层,这是护岸施工的重点,虽然工艺简单,但其所包含的流程多并且繁杂,主要包括修筑枯水平台、盲沟的填充,铺设黄沙无纺布或三维排水垫的反滤层、六方块或钢丝网格的铺设、浆砌明沟、坡顶马道截流沟的形成等,在进行面层的修砌与铺设过程中,往往面临着水位的上涨问题,这需要工程项目部在水位影响施工之前,集中力量在短时间内组织大量的劳动力、施工材料和机械设备进行高强度的劳动作业,务必在规定时间内完成施工任务并满足设计要求,这也是对现场施工员的一个重大考验,施工员在现场指导施工,要求每一步工序进行标准化、程序化和规范化作业。

5、退场清理工作

护岸工程面层等主体工程施工后期,整个护岸工程即将完工,这时要陆续做好现场清理工作和退场准备,主要包括准备岸坡开挖所留下的弃土堆的处理方案,工人在施工现场所搭建的工棚以及其所产生的生活垃圾的处理方案等。在整个护岸施工完成后,让整个施工现场呈现出干净整洁的面貌。

护岸施工过程中的重难点分析

1、护岸施工重点

从岸坡的稳定性来看,在整个护岸施工过程中须要注意三个方面的重点,分别为岸坡开挖中弃土的处理,土方的回填夯实处理和反滤层中无纺布或三维排水垫的搭接处理过程,只有做好了这三个方面的工作,才能很好的保证岸坡的稳定性。

在护岸工程的岸坡开挖过程中,会产生大量的弃土,弃土的处理必须按照设计的要求,推平堆于坡顶后方,所形成的土堆离坡顶边线不易过近,高度不易过高,否则会给坡面造成过大的压力,成为坡面不稳定的一个因素;还需要注意一点,对于弃土处理时严禁倒入江中,从整个航道整治工程来说,离岸坡外边线到江心的一段区域内将进抛石压载施工,如若弃土倒入江中,在水中形成的土堆将影响抛石压载的施工效果。

在坡面形成的过程中,有时会遇到回填工程或疏松土质,这时就必须有打夯机进行夯实的程序,施工员要配合监理人员在现场进行实时的指导监督,土质密实度必须达到设计文件的标准,只有这样在工程完工后,在江水的长期浸蚀过程中不至于有凹陷塌方的隐患。

护岸工程面层反滤层施工中,无纺布或三维排水垫的搭接是一个施工重点,无纺布或三维排水垫在整个面层工程中很重要,由于其结构特点,它能起到透水保沙的作用,在江水的长期浸蚀冲刷下对坡面的稳定性起着至关重要的作用。相邻两幅的横向搭接要按照规定进行缝合或连接(见表2),以增强无纺布或三维排水垫的整体性,在这一程序的施工期间,现场施工员和监理人员要加强对施工过程的检查,切不可马虎大意,施工过程中如果存在搭接不合格,这将成为影响坡面稳定性的隐患。

表2   土工织物垫层允许偏差、检验数量

注:B为设计搭接长度,单位mm。该表来源于《水运工程质量检验标准2008》

2、施工难点

从护岸工程施工的整体效果来看,施工过程中存在两大难点,分别是如何做好施工过程中测量工作和各道施工工艺如何保证达到设计要求,只有做好了这两方面的工作,竣工后才能体现出出色的整体效果。

在护岸工程中,测量工作贯穿整个施工过程,施工人员进行测量时需要克服两方面问题,一方面,由于施工地点多处于荒郊野外,施工员使用GPS测量时,常常会遇到GPS信号不稳定的情况,不稳定的信号会造成测量误差的扩大,影响测量结果,这就需要施工人员经常反复测量,对仪器进行效核,有时还需要对测量结果用其他仪器如水准仪等进行复核,这要求施工人员有一个耐心细致的工作态度;另一方面,在岸坡开挖的过程中,无论是粗挖还是精修,每一步都需要施工员通过测量来控制,这就需要施工人员多动腿,具有不怕吃苦的精神,每天往返于施工现场,但由于现在的护岸工程,大多岸线较长,有数公里甚至十几公里之长,这就要求工程项目部配备足够多的施工员,按500米到800米岸线长为宜作为一个标段并配一名施工人员来施工,以保证标段对测量的需求。护岸施工在整个航道整治工程中在时间要求上具有阶段性,在规定的一段时间内必须完成,这使护岸工程的劳动强度相当大,可能存在日夜赶工的现象,而施工员需要随时在现场进行测量监督,并贯穿整个护岸工程,其难度可想而知。

护岸施工工艺程序多而繁琐,劳动强度大,以手工作业为主,需要投入大量的劳动力,在这样的情况下,施工要想达到业主设计的要求,就必须加强管理特别是对工人的管理,对现场施工员也提出了很高的要求,首先要选择一批优秀的施工员,其优秀主要表现为对施工图纸相当熟悉,对各道施工工艺相当了解,其次要落实好管理,在现场管理过程中,施工员要能够耐心细致对工人进行施工指导,宣扬一种规范化、标准化和程序化的作业思想,严格按照质量检验标准规范施工,这是一个多动嘴的过程,现场施工员要不怕麻烦,时时刻刻对现场的施工质量进行抽检监督,让现场每个工人在施工的过程中都能做到心中有数,对每道工序做到有的放矢。

总结

受季节性水位变化的影响,护岸施工是一项赶工期、抢水位的工程,它能起到调整水流,稳定有利河势,以改善航道航行条件的作用,护岸施工在整个航道整治工程中可以作为一项单独的系统性工程,做好它的关键在于管理,工程项目部要做好工料机的统筹安排,现场施工员要做好对各项工艺的质量控制与管理,严格按照设计规范的要求施工,要注重每道工艺施工的细节,在细节上进行要求,在宏观上进行把握,将整个施工过程拆解为一个个小的任务,按照工艺要求布局,按部就班的施工,要加强对施工人员的培训,总的看来,一项优质的护岸工程就是现场施工员多动腿、多动嘴的过程。

参考文献:

[1]崔海.内河航道护岸工程施工质量控制与管理.科技资讯[J],2012 NO.29.

[2]王金玉.浅析护岸工程施工与质量控制[J].城市建设理论研究:电子版,2012(6).

[3]史云霞.长江三角洲地区内河航道护岸结构选型研究[D].江苏省:东南大学,2008.

[4]余卫锋,肖烈兵.安庆石门湖航道整治工程研究[J].中国水运[J],2010(04).

[5]李志宏.航道整治对经济社会发展的作用评价.商业经济研究[J],2012年10期.

(作者单位:长江重庆航道工程局)

作者:邹永胜 汪佳伟

江航道测量施工管理论文 篇3:

川江航道多波束测量技术研究

摘 要:本文基于笔者多年从事航道测量的相关工作经验,以SEABAT8101多波束测深系统在川江航道测量中的应用为研究对象,论文首先分析了多波束测量的优势,进而探讨了多波束测深系统安装测试方法,定位导航实施方法,及测量步骤与数据处理思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:多波束测深系统 航道 数据处理 导航

多波束测深系统以其全覆盖、无遗漏的测量方式,能完成全覆盖水深测量、航行障碍物探测,在效率、精度、分辨率与水下地形成图质量上有了大幅度提高,整个系统从外业到内业全过程真正实现了自动化、智能化和数字化,彻底改变了传统的水下测量技术,具有广阔的应用前景。

1 多波束测量的优势

与单波束相比,多波束具有无可比拟的先进性。主要体现在:(1)测量以带状方式进行,波束连续发射和接收,测量覆盖程度高,对水下地形可100%覆盖,与单波束比较,波束角窄,对细微地形的变化都能完全反映出来,单波束是点、线的反映,而多波束则是面上的整体反映。(2)多波束测深系统的测量成果更真实可靠。由于是全覆盖,其大量的水深点数据使等值线生成真实可靠,而单波束是将断面数据进行摘录成图以插补方式生成等值线,在数据采集不够时,使得等值线存在一定偏差。(3)多波束测深系统同步记录船体姿态信息,起伏、纵摇、横摇、船向等,由专用后处理软件对测量结果进行校正后,可使测量结果受外界不利因素影响减少到最低限度。(4)多波束测深系统能对测量资料进行多种成图处理,可生成等值线图、三维立体图、彩色图像、剖面图等,同时还能对同一测区不同测次进行比较以及土方计算等。(5)多波束测深系统可对同一测区生成不同比例尺的水下地形图,以满足不同的需要。

随着长江数字航道、智能航道的建设,电子航道图的更新需求,对航道测量的需求也提出了实现全过程自动化、智能化和数字化的要求。目前长江航道测绘部门需要完成以下测绘任务:(1)数字航道建设,电子航道图测绘;(2)水下航道整治建筑物的监测和水毁情况的探测;(3)搜寻水下物体,如沉船位置探测,疏浚作业可疑物排除;(4)清淤施工区水下地貌信息采集;(5)用于航道科研目的的水文测量、水深调查;(6)航路改革、新辟航道的扫测等。

测量技术的提高,关键在配置先进的测量设备。鉴于多波束测深系统是目前国内外水上测量最先进的测量设备,对数字航道和智能航道建设具有重要的推进作用。因此,在长江沿线各航道测绘单位合理配备多波束测深系统,用于电子航道图数据的更新、数字航道建设,适应长江航道建设发展、航道维护管理的需要是十分必要的。

2 工程概况

宜宾合江门(长江上游航道里程1044.0 km)至宜昌港务集团办公大楼(原九码头长江上游航道里程0.0 km,中游里程626.0 km)为上游航道,习称川江,长1044.0 km,属山区河流,多为石质河床,天然状态下,航道弯曲狭窄,滩多流急,流态紊乱,三峡工程蓄水后,部分河段航道条件得到改善。目前,宜宾合江门至江津红花碛为山区天然航道;江津红花碛至重庆丰都为山区变动回水区航道;重庆丰都至三峡大坝为山区常年库区航道。三峡成库后,为了进一步充分利用蓄水期和天然航道水深资源,分析航道淤变情况,为航道设计、决策提供第一手测绘资料。

3 多波束测深系统安装测试

本工程中投入丹麦RESON 7125多波束系统进行测量实施。该系统在引进后就一直都是安装在固定的测量船的固定位置上,所以系统进行使用都是整体工作的。

多波束测深系统的各部分,按设计位置进行安装,SF3050接收机天线,多束换能器、运动传感器(DMS-05)、电罗经等相对船体坐标系原点的位置关系。量测各传感器相对船体坐标原点的偏移量,以便在数据处理进行相应的改正。

3.1 电罗经传感器的安装

电罗经的安装位置有着严格的要求,电罗经传感器应安装在船舶中心附近,电罗经指示方向应与船首方向一致,并且要求在船体坐标系的水平面内。安装位置应远离导磁物质或易被磁化的物质;电罗经与较大的铁性物体、强电流的电线及电池组至少保持1.3~1.5 m的距离;一些电子设备(如计算机、电视显示器、雷达磁控管、扩音器、UPS不间断电源装置等)的使用会影响电罗经的正常工作,使其测出的方向数据失真或干忧,应远离它们。

3.2 运动传感器的安装

OCTANS光纤罗经和运动传感器(法国iXSEA公司)OCTANS集罗经、运动传感器于一体,运动传感器应固定安装,并尽可能与水平面平行;运动传感器离船舶重心的越远,船舶纵横倾幅度越大,产生的测量误差也越大,所以安装位置应在船舶的重心或尽可能靠近重心;运动传感器的安装具有方向性,其罩壳上的指示方向应与船艏方向一致,否则将产生反向改正,造成严重误差。

3.3 多波束换能器的安装

多波束换能器的安装主要取决于船型和船的结构。同时还应考虑多波束测深系统使用的水域,如在内河测量,因受风浪的程度较小,可以安装在船首,而在潮汐河口或近海水域,因受风浪的程度较大,宜采用船底固定安装。安装时要注意固定好,以免测量换能器产生抖动,下沉。此外,还考虑换能器的安全性,以免在靠离码头碰撞损坏,建议安装的换能器,还具有可拆卸或可移动的功能。

3.4 星站差分SF3050接收机天线的安装

SF3050接收机天线应安装在船舶高处(低于避雷针),视场内障碍物的高度角不能超过10°;尽可能远离船舶主桅杆;尽量远离大功率的无线电发射信号源(如雷达、高频电话天线等);天线安装要稳固,避免船舶姿态变化使其产生位移;天线位置应选择远离船体大型金属物体结构,距甲板高度至少在1.5 m以上,减少信号多路径效应。系统安装后,应进行测试,测试可分为通电测试和航行测试。通电测试:在静态状态下进行,检查系统各部分电缆连接是否良好牢靠,正确无误;检查接地是否正确,牢靠;检查供电电源输出电压是否正常,直流供电的极性是否正确无误,一切正常后,开始目测系统各部分的通电运行状况、信号的稳定性和数据的通信情况。航行测试:要选择适宜水域设测多条往返重复测线进行横倾、纵倾、定位延迟、电罗经偏差等系统参数改正。此外,在测试过程中还要检查、测试DGPS接收机、声速剖面仪、电罗径等是否工作正常。

目前,上述各测试项目不仅仅是安装测试的要求,而且已列为每个航次或承接新测量项目之前,必须要做的工作。

(1)电罗经的测试与校准。

电罗经安装后,电罗经指向与船舶指向可能存在偏差,这个偏差叫航偏差,因为多波束测深系统发射的扇形声波束接收阵列的排列与船艏是相互垂直的,如果电罗经的指向与船首航向不一致,将影响换能器阵列的发射,接收角度,导致覆盖宽度减少,降低工作效率。更重要的是,这将导致除中央波束外的所有波束定位错误,离中央波束越远,误差越大,从而导致测量数据的错误。为此,需要对电罗经进行测试与校准。电罗经测试有三种方法,一是,为可在船舶停靠码头时进行,使用经纬仪精确确定船艏向,并与电罗经的指向进行对比,确定电罗经的校正值。二是,可选择开阔的水域进行,其方法是测量船按200 m直径的圆周运动,连续航行4周,采用专门软件进行数据采集、分析处理,获得校准值。三是,利用水域中的突出标志物,先在这标志物的一侧作直线航行,用右舷边缘波束测量标志物,得到一个文件;然后,在标志物的另一侧作反向直线航行,同样用右舷边缘波束测量标志物,得到另一个文件(这两条测线平行且与标志物的距离相等)。第一次航行时,由于存在电罗经误差的航偏差(角)g,故突出标志物R位置的水深点R1;同样,第二次航行时,R位置的水深点偏移到了R2,测量R1与R2之间的距离d,航迹与突出标志物点R之间的垂直距离为r,则可按式(1)计算出航偏差角,

(1)

g为航偏差;

d为测量R1与R2之间的距离;

r为航迹与突出标志物点R之间的垂直距离。

(2)横倾偏差角,纵倾偏差角测定及校正。

横倾偏角是换能器与水平面垂直龙骨方向的夹角,纵倾偏差角是换能器与水平面纵向的夹角。它们是多波束测深的两个关键参数,这两个参数角实际上都包含一个动态分量和一个静态分量。动态分量是由风、涌、波浪等因素造成的,可以通过运动传感器(或称波浪补偿仪)予以校正。静态分量是由于安装时造成的,分别称为横倾角和纵倾角。横倾偏差角校正是针对多波束测深系统的换能器在安装过程中可能存在的横向角度误差而引入的一种校正方法。当换能器横向安装角度与理论设计角存在偏差时,水底地形将受到严重弯曲,为此,必须进行横倾偏差角的测定与校正。由于定位值延迟和纵倾角(偏差)均造成测点前后位移,因此,横倾偏差角校正独立于其他校正,故应予首先进行测定。横倾偏差角的测定,选择一处比较平坦的水域布置一测线在风浪较小的状况下,以正常的航速往返测量,选择符合要求的两条测线(航向相反、航迹较直且重复性较好,时间相隔短),然后用多波束测深系统的横倾模块,在垂直测线方向截取断面。通过调整横倾偏差角,使两断面最佳重合,这时的值就是横倾偏差角。

4 定位导航

本项目水深测量作业平面定位拟全部采用星站差分SF3050技术实施。由于SF3050 获取的是WGS-84 坐标,而测量成图所用的坐标系为北京54坐标系。因此,在测量前必须先求取WGS-84 到北京54坐标系之间的坐标转换参数。WGS-84 坐标系至北京54坐标系之间的坐标转换参数可直接利用控制点中3个以上控制点求取。为检验坐标转换参数的准确度,使用SF3050接收机进行坐标比对,利用实测坐标与已知坐标的比对差来检验转换参数的准确性,比对结果满足规范要求方可投入使用。

5 测量与数据处理

5.1 扫道设计和测线布设

(1)扫道方向。

在扫道方向设计时,考虑到多波束测深系统采集的是高密度条带式水深数据,它可以对水下地形进行全覆盖测深。在正常工作环境中,只要船速选择适当,就不会把特殊水深遗漏,因此,扫道方向的设计顺着航道方向布设[17]。

(2)扫道宽度。

(RESON 7125)的扫道设计宽度为W=2D图tanθ,式中D图为海图水深,θ为波束角。在实际操作中,扫道宽度根据现场水深来确定,是以扫道设计宽度值为准。另考虑到施工时对涨潮水位的充分利用,也可以实际扫侧数据填满屏幕显示的设计范围并有重叠为准。

(3)重叠带宽度。

《水运工程测量规范》规定:当测图比例尺大于1∶5000时,测深定位点点位中误差限值为图上1.5 mm,定位点记录中误差为图上0.5 mm。

重叠带宽度计算如下:

式中,

S为多波束扫侧重叠带宽度;

E0为测量船定位中误差;

E1为船舶偏航系统性误差。

根据上述的要求对川江港航道进行测线布设:多波束测线平行于航道布设,测线间距10m,测量时根据覆盖宽度选择测线号,保证在测量范围内全覆盖测量。具体布设局部区段示意图见图1。

5.2 测量实施和数据后处理

多波束测量使用的是RESON 7125测量软件,软件同步采集星站差分SF3050位置数据、多波束测深仪水深测量数据、波浪补偿仪姿态补偿数据、电罗经数据。声速仪实时采集声速数据确定单波束声速和多波束的声速剖面。使用CARIS后处理软件进行水深点的后处理,除去假水深,在CARIS 软件中录入潮位信息,自动对水深数据进行水位改正。数据处理包括数据预处理和成图两个部分。预处理主要包括定位数据处理,声速剖面数据处理,潮位数据处理,姿态数据处理,深度数据处理和数据编辑、去噪、合并、清项;成图处理是对预处理后得到的水深数据进行网格化,生成数字地形模型(DTM),形成海底地形图。

5.3 成果应用分析

对航槽施工区段的定期测量,将获得的数据提供给施工船舶进行施工作业。通过这种方式可以提高施工效率,保证质量。得到的多波束数据能很直观的反映出施工时遗漏的浅点。这一点通过单波束测量手段是无法做到的。下面抽取一次多波束测量后处理得到的航道区域内三维立体效果图(图2)和色块图(图3)。

参考文献

[1] 舒晓明.多波束在航道测量中的应用[J].科技资讯,2005.

[2] 黄永军,王闰成.多波束外业实施研究与探讨[J].科技创新导报,2009.

[3] 陈一超,多波束数据的智能化处理[J].科技创新导报,2010.

作者:汪剑桥

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