浅析港口水深测量中的水位改正方法

随着全球定位系统(GPS)的广泛应用,使港口工程大范围、高精度的水深测量成为可能,水位改正是港口工程水深测量中的必要工序,在处理实时水深测量数据时必须慎重选择合理的水位改正方法.根据多年港口工程水域测量的实践经验,提出3种实用性较强的水位改正方法,有利于提高感潮水域港口水深测量的精度和数据处理效率.     

高精度水深测量的误差影响因素及控制措施

针对水运工程中高精度水深测量的要求,本文以单波束测深系统为研究对象,介绍了水深测量的测深原理及主要误差影响因素。分别从定位误差、测深误差、水位误差、环境效应等角度对高精度水深测量的主要误差来源进行了分析,提出相应的控制措施,并通过实验进行验证。建议利用RTK三维水深测量技术消除水位误差的影响,进行导航延时的改正减少定位误差的影响,利用姿态传感器消除横摇、纵摇姿态角对水深测量误差的影响,最终降低水深测量过程中的误差影响,提高水深测量的精度。     

高平潮水位传递在远岸水深测量中的探讨及精度分析

阐述了在远岸水深测量中采用高平潮法传递水位的原理、提出了该法应用的假设前提、分析了误差源,通过工程实例验证其可靠性,并分析了图栽水深的主要误差源,给出了精度估算.工程实践证实,该方法合理解决了在大面积(100km2以上)远岸港口工程水深测量中水位控制的难题.     

基于PPK技术的高精度内陆水库水位测量

内陆水库测量当中,通过采用GNSS PPK技术进行高精度的三维水深测量,解决了测量区域河道弯曲、水面坡降变化大带来的传统水位测量方法无法准确控制水位的难题,避免了由于水位观测带来的水位改正误差,有效减少了水位站的设立,提高了水深测量的工作效率.     

使用数学插值法对水位数据插补的方法研究

长期水位站进行系列水位观测时一般采用每整小时的观测一次的方法,获得整点的系列水位观测数据。在水深测量中,尤其重点水域的水深测量中,一般要求每10分钟观测一次水位。能否利用整点系列水位通过内插的方法获得每10分钟的水位数据,满足水深测量的精度要求,数学插值法能够很好地解决上述问题。文章研究了三次样条插值方法及牛顿多项式插值方法的应用,通过大量的实际观测数据验证了方法的可行性,其结果完全可以满足水深测量的精度要求。另外在水位观测中,由于设备等原因,造成一段时间内水位数据缺失,插值方法在一定程度上解决了这一问题。     

基于Hypack 2014的GNSS PPK三维水深测量

GNSS PPK(post processing kinematic)技术属动态后处理技术,不受电台无线电传播距离的限制,有效作用距离可达80 km。为解决沿海长航道水深测量需在海上设置定点验潮站的难题,提出基于Hypack 2014的GNSS PPK三维水深测量方法。该方法无需进行水位提取与水位拟合,提高了水深测量精度;且采用现有商业软件TBC和Hypack,避免了繁琐的二次开发。介绍GNSS PPK定位原理及GNSS PPK三维水深测量工作原理,阐述基于Hypack 2014的GNSS PPK三维水深测量的实施方法,在沿海长航道水深测量方面具有推广价值。     

不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性分析

利用中短期验潮资料调和分析获得11个主要分潮的调和常数实现水位推算的方法,已在海洋测绘、疏浚工程测量等领域得到推广。但不进行全部站点的同步验潮测量,仅收集不同期历史验潮数据进行分析,获得的潮汐调和常数难以满足水深测量水位改正的精度要求。提出2种调和常数优化方法,通过增强不同期验潮数据调和常数的相关性,提高水位推算的精度,并以实例验证不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性。     

GPS-RTK有无验潮模式同步进行水深测量研究

有验潮模式的水深测量可以获取高精度的水位数据,但验潮仪易丢失、破坏,会导致验潮数据丢失或不可用,造成极大的经济损失和时间成本。GPS-RTK无验潮模式水深测量可实时获取水面高程值,可避免因无水位数据导致的测量工作失效和经济损失。在GPS-RTK有效工作范围内的水深测量,可采用这两种测量模式同步进行,当验潮仪受到破坏时则采用无验潮的测量结果,既避免了经济损失又能按时提交测量数据。本文以国外某河道项目为依托,对其测量流程进行梳理和研究,以探明GPS-RTK无验潮水深测量结果的精度如何。     

水深测量中的水位改算程序开发

水深测量的工程项目中,水位改算是必不可少和至关重要的环节。文章针对不同测量区域,在设置不同个数的水位站情况下,从单水位站、双水位站、三水位站、多水位站水位改算等方法,进行了数据结构设计及软件开发。通过实例应用可提高水深测量数据的处理效率。     

船舶吃水对水深测量的影响浅析

在水深地形测量工作中,有很多不稳定因素极易造成水深数据误差.其中测量船舶吃水不准确也是造成误差的原因之一,因此测深船的大小以及船型的选择很重要.根据实际工作经验,对各种测量船舶吃水变化引起的水深测量误差的原因进行分析,并提出各种情况下减少水深测量误差的方法,以提高水深测量精度.     

动态后处理技术在长江口水深测量的适用性

长江口水域一直采用传统有验潮和GPS-RTK相结合的水深测量方法,但现有潮位站无法控制整个区域,RTK差分信号受距离限制又无法做到全覆盖,制约了水深测量效率与精度。GPS-PPK技术具有作业范围广、测量速度快、定位精度高等优点,不受无线电传输距离和通信网络环境的限制。通过在不同作业距离下的精度测试,GPS-PPK技术较传统有验潮和GPS-RTK结合的测量方法具有更高的作业效率和整体精度,可应用于长江口地区水深测量。     

基于防洪-通航协同的长江中游航道整治方法*

针对长江中游河段面临的通航和防洪双重问题,分析了长江中游航道治理特点,基于水流连续性方程和运动方程,推导分析了调整型和守护型等传统航道治理措施对水深、水位的影响,提出守护型、调整型和疏浚措施相结合的航道整治方法,分析了其对通航和防洪的影响。结果表明,相对于仅采用传统整治措施,“守、调、疏”相结合的航道整治方法使得航槽水深明显增加、断面水位则明显降低,有利于防洪和通航双重目标的协同实现。     

走航式适航水深测量误差来源及准确度检测

走航式适航水深测量是目前港口工程测量提出的新课题,对其测量精度的评定和准确度的检验尤为重要。从两个方面论述了适航水深测量误差来源及消除或削弱方法,给出了精度估算公式,并进行了测量精度估算,给出了适航水深测量的检测方法。     

A new method for absolute datum transfer in seafloor control network measurement

To decrease the time consumption and the labor intensity in the absolute datum transfer of traditional seafloor control network measurement, a new method, namely sailing-circle positioning method, is put forward in this paper. First, the traditional intersection positioning model is improved by considering the equivalent sound velocity profile error as an unknown parameter in the adjustment model. Second, the effect of geometric dilution of precision (GDOP) on positioning accuracy is analyzed. By seeking for the minimum of GDOP, it is concluded that the absolute datum transfer can achieve the highest accuracy in the condition of sailing along a circle relative to other sailing paths. Moreover, the optimal radius of the circle for the accurate datum transfer is also given out. Besides, the correlation between the accuracy of datum transfer and the sound velocity error in this method is analyzed. Finally, the new method was tested and verified by the experiments in Songhua lake with the water depth of 60 m and in South China sea with the water depth of 2000 m, respectively. These experiment results show that the new method can improve the accuracy and efficiency of traditional datum transfer method significantly.     

考虑浅水影响的航速测量不确定度分析

受实船试航水域水深的影响,对于深吃水的大型船舶航速测量结果必须采用适当的方法进行航速的浅水修正.本文采用GUM测量不确定度分析方法,以某大型油轮为例,对考虑浅水影响的航速测量进行了不确定度分析.     

水深测量数据的组织管理与三维可视化

文章应用GIS理论思想,对水深测量数据格式进行深入分析,提出应用空间数据库来组织管理水深数据的新方法,给出了数据结构。在此基础上,对水深测量数据的应用价值进行深入挖掘,提出利用水深离散点数据进行水下地形建模,从而实现水深数据的三维可视化直观表达,并就此给出了地形建模过程和渲染步骤以及三维场景效果优化方法。     

海平面升高和离岸波高改变对近岸波浪和海岸结构的影响（英文）

In 1994, Townend proposed a method to calculate the relative changes in various wave characteristics and structure-related parameters due to sea level rise for regular waves. The method was extended to irregular waves by Cheon and Suh in 2016. In this study, this method is further extended to include the effect of future change in offshore wave height and the sea level rise. The relative changes in wavelength, refraction coefficient, shoaling coefficient, and wave height in nearshore area are presented as functions of the relative changes in water depth and offshore wave height. The calculated relative changes in wave characteristics are then used to estimate the effect of sea level rise and offshore wave height change on coastal structures by calculating the relative changes in wave run-up height, overtopping discharge, crest freeboard, and armor weight of the structures. The relative changes in wave characteristics and structure-related parameters are all expressed as a function of the relative water depth for various combinations of the relative changes in water depth and offshore wave height.     

长江南京以下深水航道设计最低通航水位初析

长江南京以下深水航道地处感潮河段,如何计算设计最低通航水位是航道建设技术论证的首要工作。通过初步论证分析,得到一些基本认识：对于南京以下河段,现行航道水深起算基面不能视同为设计最低通航水位、不宜轻易调整航道水深起算基面、设计最低通航水位宜统一采用海港方法计算并根据水文条件变化作必要调整、个别河段航道设计水深需大于12.5 m。     

水位变动对三峡升船机船厢下游对接运行操作的影响

三峡升船机下游引航道具有水位波动大、变化快的特点。为减少水位变动对三峡升船机船厢下游对接运行操作的影响,采用最小二乘拟合的方法,建立船厢下游对接时船厢水深、船厢与下游偏差拟合数学表达式,得出结论：船厢下游对接时船厢水深、船厢与下游偏差是线性对应的。根据三峡升船机现阶段运行操作现状,结合船厢水深、船厢与下游偏差变化,提出船厢下游对接不同时段的运行操作应对策略,为三峡升船机运行操作提供经验。