水下地形测量
1)任务来源及目的
受××海事局委托,××测绘有限公司承接长江下游××至××段(约360km)水下地形测量工作。
该项目的目的是为满足海事部门管理用图及长江××段地理信息系统的数据补充和更新,故需要全面施测该地区的航道水下地形。
2)测区自然地理概况
测区地理位置为东经118°29′至东经1 2 1 ° 2 1 ′,北纬3 1 °2 9 ′至北纬3 2° 2 0 ′ 。主航道全长约
360km,总计水下地形测量面积1500km2,岸上部分南北两岸均按200m宽度计算,约350km2 。
测区地处我国东部,属于亚热带、湿润的季风气候区。四季分明,春秋较长,夏季炎热,冬季寒冷,雨量充沛,多集中于春夏两季,季风现象显著,风雾较多。
测区水位变化主要受潮汐控制,最高最低水位变化一般不超过6m,但潮差变化最大达5m左右。涨潮时产生剧烈的溯江流。一天之内有两次高潮和两次低潮,潮位变化有一定的规律,表现为半日潮或不规则的半日潮,一般是自上而下递增,越近长江口潮差越大。落潮时含沙量大于涨潮时的含沙量,流速一般是落潮时流速大于涨潮时的流速。
测区江面宽阔,洲滩众多,受径流和潮流共同作用,水下地形及水流条件较为复杂,两侧岸线地形复杂,码头林立,且多矶石、丁坎、边滩、石堆,洲滩植被丛生面积大,潮涨淹潮落露,交通不便。测量船无法接近,测量工作量大,技术复杂程度高。
3)技术标准
(1)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009);
(2)《工程测量规范》(GB 50026—2007);
(3)《水运工程测量规范》(JTS 131—2012);
(4)《水位观测标准》(GB/T 50138—2010);
(5)《海道测量规范》(GB 12327—1998);
(6)《中国海图图式》(GB 12319—1998);
(7)《国家基本比例尺地图图式 第1部分:1:500 1:1000 1:2000地形图图式》(GB/T20257.1—2007);
(8)《国家基本比例尺地图图式 第2部分:1:5000 1:10000地形图图式》(GB/T 20257.2-2006);
(9)《测绘产品质量评定标准》(CH 1003—1995);
(10)《测绘产品检查验收规定》(CH 1002—1995);
(11)《测绘技术设计规定》(CH/T 1004—2005);
(12)《测绘技术总结编写规定》(CH/T 1001—2005)。
4)技术要求与精度指标
(1)平面坐标系统:2000国家大地坐标系,高斯一克吕格投影,3°分带,中央经线1 20°。
(2)高程系统:岸上部分为1 9 85国家高程基准,等高距1m;水下部分成图采用理论最低潮面。
(3)成图比例尺:1:20000,等深距5m。锚地、临时停泊区、渡运水域、桥区等比例尺为1:5000,等深距1m。
(4)平面定位:采用连续运行卫星定位参考站综合服务系统,不再架设参考站。现场测量时,沿江两岸的C级或D级控制点及四等水准点实测坐标应与已知坐标进行比较,平面位置各分量较差应小于±0. 05m,高程较差应小于±0.10m。
(5)水位观测:采用GPS-RTK定位技术接测水位(水面高程),在徕卡GPS接收机中设置自动记录模式,每60s记录一次。
(6)精度要求。
①地形测量基本精度要求,见表2-4 。
②测深点点位中误差:不大于图上1.5mm。
③深度误差:在不考虑平面位移的情况下,水深测量的深度误差应小于表2-5规定。
对山区河流水深小于5m的硬底质水域,深度误差应不大于0.15m。
④转换参数的计算要求:测区全长约360km,为了保证测量精度,应将整个测区分成多段求解坐标转换参数。转换方法用经典三维转换方法计算7个参数,转换后各参量残差应小于±0. 05m。
5)测区已有资料
(1)C级GPS网控制点××点。
(2)D级GPS控制点××点。
(3)测区沿线四等水准成果。
(4)测区20 1 0年施测的长江岸线1:10000带状地形图。
6)测量组织及工作计划
(1)人员安排
①项目负责人2人;
②两个测量分队,每队配备技术人员3人;
③后勤保障2人;
④潮位观测3人。
(2)投入设备
①全球定位GPS测量系统:7台套;
②多波束测深系统:2台套;
③测深仪:4台;
④计算机:1 0台;
⑤专业测量船:2艘;
⑥汽车:2辆。
(3)工作计划
测量任务工期1 2个月,具体安排如下:
20 11年5月1日~20 11年8月1 0日完成××段外业数据采集工作;
2 0 1 1年8月11日~2 0 1 1年1 1月1 0日完成××段外业数据采集工作;
20 1 1年1 1月11日~20 11年3月20日完成××段外业数据采集工作。
内业工作分期、分段同时处理。
7)提交成果
(1)控制点检测成果;
(2)技术设计书;
(3)原始测量记录、数据文件等;
(4)技术总结和检查报告;
(5)纸质地形图1套;
(6)电子地形图(光盘)2套。
8)问题
(1)简述采用GPS-RTK定位技术测定水下地形点高程的计算方法。
(2)在海道测量工作中定位方法有哪些?
(3)海道测量工作中,对定位中心与测深中心应有哪些要求?
(4)海洋测绘归档成果资料主要有哪些?
当采用GPS-RTK定位技术联合回声测深仪的方法进行水深测量时(无验潮模式),可以按下 确定水底点的高程:
Gi=Hi - Do-hi-△a
式中:Gi——水底点高程;
Hi——GPS相位中心的高程(通过RTK直接确定);
Do——换能器的静吃水;
hi——测量水深;
△a——姿态引起的深度改正。
(2)在海道测量工作中定位方法有哪些?
在海道测量工作中,可用如下方法定位:
①光学仪器的交会法定位;
②测距仪与经纬仪或全站仪的极坐标定位;
③无线电定位系数的圆一圆定位;
④无线电定位系数的双曲线定位;
⑤卫星定位。
定位中心与测深中心应尽量保持一致,对大于(含)1:10000比例尺测图,二者水平距离最大不得超过2m;对小于1:10000比例尺测图,两者水平距离不得超过5m,否则应将定位中心归算到测深中心。测深与定位时间应保持同步。
①测量任务书、踏勘报告及技术设计书;
②仪器设备检定及检验资料;
③外业观测记录手簿、数据采集原始资料;
④内业数据处理、计算、校核、质量统计分析资料;
⑤所绘制的各类图纸及成果表;
⑥港口资料调查报告、技术报告、各级质量检查报告;
⑦测量过程记录;
⑧其他测量资料。