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1、表面流速流向测量的新方式摘要：本文主要对原始使用经纬仪前方交会及用 GPS 跟踪施放流速的测量方式进行了改进，利用手持 GPS 的功能实现了流速流向数据采集的自动化。主题词：流速流向 测量 新方式一、前言在内河航道测量中，表面流速流向的测量一直以来都是各测量单位认为比较麻烦的问题。因为使用经纬仪进行前方交会测量，所需的测量人员要求较多，而且受气候和通视等因素的影响，其工作效率很低。GPS 被广泛使用后，各测量单位都用 GPS 对流速流向进行跟踪定位，使用这种方式要求的测量人员较少，克服了气候和通视条件的影响，但使用 GPS 进行对流速跟踪定位测量时，一次只能施放一条流速，用船艇跟踪浮具时，由于
2、只能在浮具的旁边定位，所以定位精度较差，而且由于船艇在浮具的周围行使，贴靠时对浮具的流向和速度都存在着影响，使得所采集的数据不是很准确，所以我处测量队从 2001 年起就对表面流速测量方式的进行了多次的探索和尝试。去年手持 GPS 配备到我处后，我处测量队利用手持 GPS 的一些功能及与之相配套的 MAPSOURCE 软件，实现了流速流向数据采集的自动化，从而使我处测量队在流速流向的测量工作效率和成图质量得到了大大的提高。二、使用方法及技术指标在使用手持 GPS 进行测量时主要要解决手持 GPS 的定位精度、手持GPS 在浮具上的安装、数据的自动采集和下载及内业后处理这四个方面的问题。我处测量
3、队测量人员通过一年多的摸索和试验,较好地解决了这四个方面的问题。1、对手持 GPS 定位精度进行检测: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 进行流速流向定位 ,必须使得它的定位精度符合水运测量规范的要求。我处测量队根据辖区内 GPS 的 C 级控制网中控制点,求出 WGS84 到北京 54 坐标系转换五参数 DX=-14;DY=-112;DZ=-50;DA=-108;DF=0.00。并且在辖区内四个较高等级的控制点上对手持 GPS 的定位精度进行了比测,比测结果如下图:控制点坐标 手持 GPS 测定坐标控制点名X Y X Y点位中误差8175
4、3328754.33 501563.95 3328755 501565洪湖处 3399617.423 449339.961 3299617 449340从上图比测的结果可以得出,手持 GPS 定位的点位中误差最大为 ,而水运工程测量规范中要求,水深测量中 1:10000 的测图点位中误差不超过图上 1mm,也就是说实际在 10 米以内,而手持 GPS 比测结果中的点位误差大大小于规范的要求,可以手持 GPS 在 1:5000 和 1:10000 航道测量中进行流速流向测量的精度是符合测量规范要求的。2、手持 GPS 在流速流向浮具上的安装：我处配备的手持 GPS 不具备防水、防震的功能，如果长
5、时间在江面上作业, 仪器有可能进水造成损坏,所以在将手持 GPS 安装到浮具上时,首先要用透明的塑料薄膜进行多次的包裹,使之密封,然后再用泡沫和手持 GPS 捆绑在一起,防止浮具被船舶碰撞后仪器不会沉掉,然后再将其和浮具捆绑在一起，使仪器超出浮具一定高度，一般为 0.50.8 米，并且认真的检查捆绑是否牢固, 最后在浮具上竖立一面醒目的测量旗,提醒过往的船舶注意避让,以保证浮具和仪器的安全。3、流速流向数据的自动采集和下载：手持 GPS 在浮具上安装的问题解决后，主要就是解决手持 GPS 在流速流向施放过程中，数据的自动采集和事后下载。由于手持 GPS 具有对航迹的定位功能，所以在航迹设定的界
6、面中设定好自动采集航迹的数据即可，如下图所示： 航 迹 设 定图 形 设 定 内 存 使 用 ： 1%清 除 ?面 积0:3时 间 间 隔 ：。 记 录 方 式 ：记 录 航 迹 ：航 迹 设 定21。 7图 -图 -设 置 定 位 时 间设 置 数 据 记 录 方 式然后，在施测前将仪器全部更换新的电源，保证流速在施放的过程中不会断电。手持 GPS 的航迹数据采集是 1000 个点，而一条流速所需的数据为 100个点以内，所以流速数据的采集是可以完全的记录下来的。数据采集完后，接下来是将手持 GPS 中的数据通过数据线传输到 Mapsource 软件中，操作界面如下：设 置 传 输 内 容设
7、 置 数 据 传 输 方 式 GRMN/接 口 设 定WAIT。 。 。传 输 航 迹 ？- ofPCKES图 2-3 将手持 GPS 采集的数据下载后，外业的工作基本上完成，接下来就是在内业对数据进行处理成图。4、内业后处理成图：外业采集的数据由于通过 Mapsource 软件下载后数据不能直接在 CAD 和测量成图软件中使用，需将数据转换成 txt 文本格式后，通过 Excel 软件进行整理后再调入测量成图软件中转换成 dxf 格式，然后 CAD 软件中打开这个文件，通过 CAD 软件中的标注功能，实现流速值的计算和标注，其具体操作如下：首先打开所需编辑的流速文件，然后点击“标注”菜单下的
8、“风格”选项，出现如下图界面 在上面的界面中“几何” 、 “格式”菜单中的设置可以不必修改使用默认的参数，主要是对“注释” 菜单中的设置进行修改：然后点击主单元下的“单元” ，出现如下图界面：此框中输入流速值字体的高度设置好上述参数后，选择“确认”退出。然后再点击标注菜单下的“对齐标注”就可以对图上的流速流向进行计算标注。最后将标注好的流速文件保存为 dxf 文件格式，就可以在各种测量成此框中输入1/流速间隔秒数的值图软件中调入使用了。三、技术总结我处测量队从去年开始使用这种方式进行了流速流向的测量，通过一年多 6 个测次的测量，在施测的过程中，为保证浮具和仪器的安全，在浮具下水后，船艇就在下
9、游 2-3 公里处，对浮具的流向进行监控，并且和过往的船舶加强联系，提醒船舶注意避让。在分汊的河段，都会另外安排小机划在汊道口处守候，保证流速的全程都在监控之下，使得流速能顺利的施放成功。用这种方式进行流速流向测量后，使得其工作效率得到了很大的提高，原来用 GPS 进行跟踪定位一次只能施放一条流速，而用这种方式进行测量一次可以施放 2-3 条流速，工作效率提高了 2-3 倍。由于工作效率的提高使得测量的成本也大大的降低，给单位也产生了一定的经济效率。在测量精度上也比用 GPS 进行跟踪定位的精度有所提高，因为用 GPS 进行跟踪定位时，只能在离浮具 5 米以外进行定位，不能准确的反应浮具的中心位置，而把手持 GSP绑在浮具上，使其能准确的记录下浮具的流速流向，提高了定位精度。四、存在的问题在使用手持 GPS 进行流速流向的测量过程中，取得了一定的成绩，但在测量的过程中，也存在着一些不足之处：1、在浮具和手持 GPS 的安装上，还需进一步的进行改进。2、用手持 GPS 定位时，由于没有差分改正，不能用于大比例的测量。3、在 Mapsource 软件中不能直接输出北京 54 坐标的数据，必须通过Excel 软件和一些测量软件之间进行多次的格式转换，比较繁琐。
