水深测量理论方法课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,章 水深测量,李素江,第8章 水深测量 李素江,1,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.1,条增加了检查高程控制点的要求，主要考虑到,RTK,三维定位技术的应用。过去传统水深测量，只检查水尺零点和基准面即可，而现在就得要求检查高程控制点，检查基准站的点位和高程能否满足,RTK,三维水深测量精度要求。,8.1.2,条要提醒大家注意条文的用词用语。由于测深仪的模拟记录对于水深测量成果质量具有可视性监督作用，在正常情况下水深测量都选用有模拟记录的测深仪。模拟记录有纸质模拟记录和数字模拟记录两种，目前带有数字模拟记录的单波束和多波束测深仪大都具有对数字信号进行回放的功能，对可疑数字信号，可进行模拟回放检查，所以本条仍采用了“应”这一程度用语。在水底树林和杂草丛生水域，由于回声信号干扰严重，这里作了“不宜使用回声测深仪”的规定；至于对淤泥质港口回淤较严重的水域所使用的测深仪器未作具体规定，只给出了“应进行适航水深测量”的原则要求。,第8章 水深测量8.1.1 条增加了检查高程控制点的要求，,2,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.3,条包括两部分。其一，测深和定位系统的延时和测船姿态会造成测点的位移，特别是对内河及海底凸凹不平的水域影响更为明显。因此应进行事先测试和校正。对于,RTK,三维水深测量，虽然自动克服了测船姿态影响，但是，系统延时的影响不能克服。所以除应按,3.0.5,条规定对仪器进行常规检验、校准外，也仍然需要在测前、测后对系统延时进行现场测试和校准。另外，由于水位观测已在,7.2,节有详细规定，而且水位观测有关规定是各章通用的，所以在本章中不再单列水位观测一节，只在本条规定了“水位观测应符合,7.2,节的规定”和水位观测的开始和结束时间。,8.1.4,条关于波浪引起的测船的纵倾、横摇或升沉，不可避免地影响测深精度。根据我国水运工程测量的实践，顾及到沿海以及内河测深工况条件和目前广泛采用姿态传感器进行波浪改正的作业条件，并考虑测量的经济效益和最大测深误差要求，做出了本条的规定。,第8章 水深测量8.1.3条包括两部分。其一，测深和定位系,3,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.5,条的 表,8.1.5,是对一般定位手段而言的，不管用光学仪器还是新技术定位手段，都应执行，根据我国目前水深测量定位手段，大都采用了,DGPS,这一高精度定位技术，,DGPS,伪距差分定位精度都在,5m,以内，载波相位差分可达厘米级（标称精度），所以对小于或等于,1:5000,测图，定位点点位中误差限差规定为图上,1.0mm,是可以达到的。,8.1.6,条是大家早已公认的技术指标。根据实际经验，通过对,5m,、,10m,、,15m,、,20m,、,30m,、,50m,等深度误差的分析，水深在,20m,以内的深度误差在,0.180.2m,之间变化，大于,20m,时深度误差接近于水深的,1%,，所以，我们取,20m,作为深度误差限值的分界水深，规定了当水深在,20m,以内时，深度误差限值为,0.2m,，大于,20m,时，深度误差限值为水深的,1%,。,8.1.7,条对沿海航道基本测量周期未作修改；对内河航道基本测量周期的规定，主要考虑了确定内河维护和航道基本测量周期的工作是属于,内河航道维护技术规范,（,JTJ287,）内容，不应由测量规范来确定，故这次修订未列入。其具体规定较详细，是海事测绘较成熟的规定，这里不多赘述。,第8章 水深测量8.1.5 条的 表8.1.5是对一般定位,4,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.8,条流速、流向和底质探测等测量内容是水运工程运营阶段航道基本测量或航道检查测量应进行的工作。在编绘航道图时，需载入锚地、航道入口及影响船舶操纵区段的水体表层最大流速和流向等水文要素，以满足安全航行的需要。同时，还需载入锚泊地的水底表层底质属性，供船舶锚泊参考，以保证锚泊安全。在施工测量和其他水深测量中，一般不作这些观测。,考虑到国标,海道测量规范,及其他相关规范中的水深测量一章，大都包括了流速、流向和底质探测，为了使水深测量成为完整一章，满足航道测量制图的需要，特作了,8.1.8.1,8.1.8.3,款的原则规定。至于原规范中的水文观测部分，现已纳入正在制定的,水运工程水文观测规范,中。本条涉及到的具体水文观测内外业技术规定，在,水运工程水文观测规范,颁布实施之前，可按照本规范总则,1.0.3,条的要求参照有关水文观测的国标或行业标准执行。,第8章 水深测量8.1.8 条流速、流向和底质探测等测量内,5,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,8.2.1,条列出了多波束扫测、侧扫声纳扫海和软式拖底扫海主测深线方向，即宜平行于测区较长边、挖槽轴线和河道走向。,8.2.2,条的测深线间距是按第,3,章表,3.0.4,的三大测量类别，分别针对不同的工程类别或阶段进行规定的，主要对原规范中相关测深线布设的表格进行了合并。并考虑了沿海和内河的不同要求。,根据我国现实情况，水深测量测深线间距应充分满足水运工程施工和航行安全的要求，原来规范关于航道测量监测的规定较宽，不利于安全航行。同时为了使航道测量与国标,海道测量规范,（,GB1232798,）一致，使航道图有全国统一标准，特修订为条文中表,8.2.2,的航道基本测量和航道检查测量测线间距的规定。为了使规划设计阶段的勘测测线布设统一，特做出了图上,20mm,的规定。关于表,8.2.2,的表注是为使疏浚施工单波束检查测量能有更大的覆盖范围。,第8章 水深测量8.2.1条列出了多波束扫测、侧扫声纳扫海,6,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,测量类别,工程类别或阶段,测深线间距,沿,海,内河,重点水域,一般水域,规划和,设计测量,规划和可行性研究,图上,20mm,初步设计,施工图设计,施工测量,基,槽,硬底质,5m,中、软底质,10m,炸礁、船闸、船坞,单波束测深,3,5m,多通道测深,有效扫宽全覆盖测区,多波束测深,有效扫宽全覆盖测区,疏,浚,硬底质,图上,10mm,图上,10mm,中、软底质,图上,15mm,吹,填,图上,20mm,航道基本测量和航道检查测量,图上,10mm,图上,10mm,图上,15mm,测 深 线 间 距,表,8.2.2,注：水工建筑物及附属设施施工水深测量测深线间距可参照基槽施工测深线间距执行；,疏浚施工中的检查测量的计划测线间距应符合表中的规定值，并应依次错开布设，增大测线覆盖程度。,第8章 水深测量 测量类别测深线间距沿 海 内河重点,7,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,8.2.2.2,多波束扫测、侧扫声纳扫测、软式拖底扫海一般均用于要求全覆盖测深的工程项目，为实现全覆盖测深，相邻有效扫测带间必须在有一定重叠的前提下来决定测深线间距，以保证不遗漏障碍物。在本规范的附录,M2.1.5,、,M3.1,和,8.6.3.3,款分别对这三种扫测手段的相邻有效扫测带重叠宽度作出了具体要求。,对于多波束测深，测深线一般沿航道轴线或测区长边布设。在确定测线长度时，要考虑声速的变化，当一条测线上声速变化超过,2m/s,，一般就重新测定声速剖面。因此，为便于操作，保证一条测线上只测定一次声速剖面，就要控制测线的长度。另外，确定测线长度时，还应考虑一条测线记录数据量的大小，以便于数据处理和维护。,8.2.3,条的规定是为了尽量多发现浅点或浅于设计深度的上偏差点及水下障碍物。,关于测深线在图上长度的规定是为了测出完整的挖槽边坡和减少测船换线转头时船身横摇造成的测深误差，同时，也可使测线经过非施工水域，为测深检查线提供可靠的对比水深。,第8章 水深测量8.2.2.2 多波束扫测、侧扫声纳扫测,8,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,8.2.4,条测深检查线长度的规定是根据生产实践确定的，对水运工程施工检测及交工或竣工水深测量的检查线应布设在挖槽边坡以外。这是因为新开挖的人工水底地貌是不规则的，有时往往呈现锯齿形，甚至在,1-2m,范围内的水深之差可达米级，这样的人工水底地貌是不能作为深度对比水域的。而对于施工前的水深测量，由于水底较平整，坡度变化较均匀，所以，检查线可用纵向测深线代替。本次修订规定多波束测深检查线长度放宽到总测线长度的,1%,，是基于相邻扫测带重叠处的水深可用作检查线，作为水深不符值比对用。,第8章 水深测量8.2.4 条测深检查线长度的规定是根据生,9,第,8,章,水深测量,8.3,定 位,8.3.1,条是根据国标,海道测量规范,（,GB12327,）的规定，对于沿海航道、港池、泊位、吹填区施工测量、航道基本测量和检查测量及规划设计阶段的勘测，用测深杆或测深锤方式作业需反复测深，航速必然很慢，多用非机动船并且是点测深，所以测点的间距不能太大，这里规定为图上,12mm,。水工建筑物及附属设施施工测量比例尺均大于,1/1000,，所以不论用何种仪器测深，测点间距均应当密些，这里取图上,10mm,。对内河一般水域的航道、港池、泊位、吹填区施工测量，,1:500,测图用测杆和水砣测深时，为真实反映水下人工地貌，测点间距一般都保证为,5m,，相当于图上,10mm,，所以规定了表注的要求。,8.3.3,条关于角度交会法定位，交会点与测深仪换能器不在同一位置，特别是后方交会中，两观测者不在同一位置，其偏差往往超过图上,0.6mm,，这就有可能将边坡水深移至航槽内，或者相反，所以在绘图时应予改正。,第8章 水深测量8.3.1条是根据国标海道测量规范（G,10,第,8,章,水深测量,8.3,定 位,8.3.7,条中重点说明下列三点。,8.3.7.2,款对,GPS,接收机天线的要求，主要突出了对流动站天线的特殊要求。因为船上电磁场及金属构筑物与天线的关系对定位及其精度影响甚大，流动站天线高度与海区水位变化有关，而且定位中心与测深中心一般是不重合的，为了克服这些影响，本款在本规范第,4.4,节规定的基础上又增加了流动站避开或减少干扰装置的规定。,8.3.7.3,对于二维差分动态定位，卫星的缺席参数（仰角）可放宽到,10,，因为仰角越小，对图形组合较为有利，,HDOP,容易控制在较小的范围。相反，若大于,15,，对于差分定位的图形组合就会受到限制。,8.3.7.4,测量项目开始前，进行,DGPS,定位精度比对应在测区附近的控制点上进行，这样才能说明实际测量时的定位精度。,第8章 水深测量8.3.7条中重点说明下列三点。,11,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.1,条测深精度不仅取决于测深仪本身的精度，还取决于对仪器检查、比对的精度。在沿海，不同地点的含盐量和水温将有所不同，所测仪器差也有所不同，所以必须强调现场检查和比对。,测定仪器差应使用检查板，对于航道及港口工程等测图，水深大于,20m,时，使用检查板不易操作，所以一般不再使用测深锤作为校准器，因用测深锤检查测深仪将产生较大系统误差。这时可采用水文资料计算改正数。,目前，主流测深仪基本上均为数字化测深仪，模拟记录也是由数字转化而来，在水深测量中，水中的声速起着至关重要的作用。可以用声速仪测定声速剖面，来直接进行测深仪改正，但在作业前，应做声速仪改正与检查板改正的比对。,除定期对测深仪进行检验外，本款新增加了“当仪器出现故障进行大修或更换测深仪的主要部件时，应重新检验仪器”的规定。这是我国计量法要求的。,目前许多型号的测深仪都兼有模拟记录和数字记录功能，由于自动化成图的广泛普及，数字信号的可靠性必须有计量检验手段，为了保证模拟信号与数字信号相一致，要求检验测深仪时，对其两个信号都要比较，确认数字信号的可靠性。,第8章 水深测量8.4.1条测深精度不仅取决于测深仪本身的,12,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.3,、,8.4.4,条这两条规定了换能器安装位置与动吃水的测定，同一条船，安装位置不同，动吃水改正数也将不同。,8.4.5,条显示在测深纸上的相邻定位线间距与实地宽度之比，称其为“显示比例”。 本条规定,1/4000,的显示比例，主要考虑了疏浚工程水下挖泥机具（如耙头、绞刀等）的宽度。例如：耙宽为,2m,，折合在测深纸上的宽度约为,0.5mm,；若小于此比例，则对其不易分辨。提高测深纸上信号的分辨率，有助于发现水下障碍物及检查施工质量。对于有调节纸速装置的测深仪，可调整纸速达到此比例，无此装置的测深仪，只能靠降低船速来达到规定的显示比例。,8.4.6,条的规定由误差传播定律可说明，主测深线与检查线相交处,1mm,范围内，水深点的比对限差是深度限差的 倍。考虑测深条件及风浪影响和国标,海道测量规范,（,GB12327-1998,）中该项限差,0.5m,的规定，为提高经济效益，并使其精度指标不低于国标要求，本条规定了以深度限差的,2,倍,(,见表,8.4.6),作为比对限差。,第8章 水深测量8.4.3、8.4.4条这两条规定了换能器,13,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.7,条规定了水深测量中重测与补测的要求，增加了进行,RTK,三维水深测量，,RTK,水位异常时的补测要求。,8.4.8,条对姿态传感器的规定进行了补充，增加了姿态传感器输出数据速率应不小于,20Hz,，这样可保证姿态补偿可反映真实情况。,8.4.9,条增加了多波束测深系统测深的相关规定。共分为,5,款，各款的规定都比较明确，这里只重点讲一下多波束测深系统的校准问题。,任何测量仪器在使用之前，必须进行校准，其目的是为了控制成果质量。对于固定安装的多波束由于仪器设备是固定的，一般每年校准一次，但为了保证测绘成果质量，到一个新的工地后必须进行符合性检查。对于非固定安装的多波束测深系统或固定安装的设备移动过，由于仪器位置发生了变动，必须重新校准。若更换了系统中的硬件设备，也必须重新进行校准。必须保证测量时的换能器姿态与校准时相同，否则应重新进行校准，为了做到这一点，一般每次测量均应进行横摇（,Roll,）校准。现对多波束测深系统的延时和姿态的测定及校准进一步说明如下：,第8章 水深测量8.4.7 条规定了水深测量中重测与补测的,14,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,1,、定位延时的测定与校准规定了测量水域和速度，目的是为了提高校准精度，规定方向是为了避免纵摇偏差的影响。取,3,组或以上的校准数据计算校准值，规定其中误差小于,0.05s,，目的是使选取的校准值更加合理，能够实现，而且能够满足测量精度的要求。,2,、横摇偏差的测定与校准规定了深度，是为了保证测区的测量精度高于校准时的测量精度，平坦水域、同速、相反方向是为了避免其它误差的影响，提高校准的精度。取,3,组或以上的校准数据计算校准值，规定其中误差小于,0.05,，目的是使选取的校准值更加合理，能够实现，而且能够满足测量精度的要求，,30,米的水深偏差,0.05,大约,0.1,米的误差。,3,、纵摇偏差的测定与校准规定了测量水域、测线方向、船速，目的是为了避免其它误差的影响，提高校准的精度。取,3,组或以上的校准数据计算校准值，规定其中误差小于,0.3,，目的是使选取的校准值更加合理，能够实现，而且能够满足测量精度的要求。,第8章 水深测量 1、定位延时的测定与校准规定了测量,15,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,4,、艏向偏差的测定与校准规定了测量水域、测线方向、测线间距、船速，目的是为了避免其它误差的影响，提高校准的精度。取,3,组或以上的校准数据计算校准值，规定其中误差小于,0.1,，目的是使选取的校准值更加合理，能够实现，而且能够满足测量精度的要求。,多波束测深应进行声速改正，每次作业前均应在测区测定声速剖面。涨水、落水时刻在某些地方盐度是不一样的，同时水温也随着时间的变化而变化。所以要求单个声速剖面控制范围不宜大于,5km,，声速测量间隔应小于,6,小时。表层声速对水深测量精度影响较大，如果表层声速变化,2m/s,时，,60,入射角的边缘波束将引起,0.1,米的水深误差。所以要求当声速变化,2m/s,时就应该重新测定声速剖面。为了数据维护的方便及保证声速改正满足要求，测线长度不宜超过,5km,。,第8章 水深测量 4、艏向偏差的测定与校准规定了测量,16,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,多波束测深正交比对试验为内符合测试，检验校准效果。测线为正交的,3-4,条测线，统计相同点的水深互差。选择的水域应为不浅于测区水深测平坦地区，主要是为了保证比对的精度。如果比对的结果按照规定要求不超限，说明校准参数是可靠的。利用单波束（测深精度已校准且优于规定精度）进行校核为外符合测试，测量时应配备姿态传感器，检查多波束测深系统的测深准确度是否满足要求。内、外符合测试均应满足表,8.4.6,的要求。,多波束测深沿航向方向的相邻波束脚印之间有重叠，相邻测线间也有重叠，并且均作为质量检验的指标，所以规定检查线长度不少于总测线的,1%,。为了检查每条主测线多波束的数据质量，检查线至少通过主测线一次。用多波束做检查线时，中心波束区域的精度高，所以应采用中心区域多波束的数据。,第8章 水深测量 多波束测深正交比对试验为内符合测试,17,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,8.5.1,条是,GPS,坐标系统转换问题。,GPS,采用,WGS-84,坐标系统，而实际上根据工程需要，可能选用,2000,国家大地坐标系、,1954,年北京坐标系统、,1980,西安坐标系统或地方,(,城市或港口,),坐标系统。在控制网覆盖范围之内（非外推区域），经过,GPS,控制测量可准确求得,WGS-84,坐标系统到地方坐标系统的转换参数，经过坐标转换即可得到所需要的平面坐标和正常高。坐标转换宜采用布尔莎七参数转换模型，平面和高程同时转换，此种转换类型考虑了地球的曲率变形，适用范围较广。当测区小于,100km,2,时，可以不考虑地球的曲率变形，也可以采用其它转换模型，如：一步法。,控制测量一般采取,GPS,静态测量方法，也可以采用,RTK-DGPS,测量的方法，采用后者时也应使用三脚架进行观测。参与转换的控制点上应有四等以上水准高程，并均匀分布于测区四周和中部，以保证获得精度均匀的转换参数。求得转换参数后，要在未参与转换计算的控制点上进行比对，比对精度满足本规范要求后才能使用。,第8章 水深测量8.5.1条是GPS坐标系统转换问题。GP,18,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,8.5.2,条是在高程转换精度不能满足要求时进行海上水位修正问题。在沿海地区，一般情况下,GPS,控制网只能沿岸在陆地布设，所求取的转换参数不适用于远离海岸的测量区域。采用,RTK,定位技术，一般情况下平面坐标转换精度可满足水深测量定位的要求，由于受深度基准面倾斜及高程异常等因素的影响，高程转换精度则不能满足水位改正的要求。因此，需在测区合适位置设立海上临时定点水位站，与邻近长期水位站或短期水位站同步观测水位，采用“潮差比法”或“弗拉基米尔法”确定临时水位站的深度基准面，求得该处的准确水位，然后对,RTK,水位进行修正。此项工作需在项目开始前进行，求得修正值后，在今后进行,RTK,三维水深测量时直接对,RTK,水位进行修正即可。具体做法如下：,第8章 水深测量8.5.2条是在高程转换精度不能满足要求时,19,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,(1),保证,RTK,在整个测区均能稳定工作。,(2),在控制网覆盖范围之外的测区远端抛放水位仪，与岸边长期水位站同步观测水位，并采用“潮差比法”或“弗拉基米尔法”确定临时水位站的深度基准面。,(3),两水位站同步观测期间，在长期水位站和临时水位站附近分别利用,RTK,进行同步观测（测量水面高程），并分别于不同时段记录数据。,(4),把,RTK,测得的水位与长期水位站、测区远端水位仪的水位进行比较，求得水位差值，并对,RTK,所测高程进行该差值修正。,(5),在一般海区，该差值呈线性变化，对于带状测区（如航道），在长期水位站至测区远端之间，进行分带改正，以,50mm,变化量进行区域划分，分段对,RTK,水位进行改正。,第8章 水深测量 (1)保证RTK在整个测区均能稳定,20,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,8.5.3,条是关于带状地区转换参数的规定。在内河、山区，地形高差变化较大，高程异常变化也没有规律，因此求取转换参数的控制点间距不宜大于,5km,，点间高差也不宜大于,50m,，在高差变化处应加密布设控制点。,8.5.4.1,为了消弱电离层延迟和对流层延迟的影响，,RTK,三维水深测量应使用双频,GPS,接收机。,8.5.4.2,由于测船的纵摇、横摇可引起,RTK,所测高程的变化，从而引起,RTK,水位变化，因此,RTK,三维水深测量应配备三维姿态传感器，进行因测船纵摇、横摇引起的改正。注意，此时不应进行测船升沉量的改正。,8.5.4.3,RTK,三维水深测量所应用的软件应既可以实时进行,RTK,水位改正而不输出水位值，又可以记录原始数据，事后提取水位值，以便比对（若有已知水位站，可与之比对），进行质量检查（依据水位曲线判断）。,8.5.5,条是仪器安装和校准的要求与本章相关条款要求相同，在附录,N,中已有明确规定。附录,N,是本章重点内容之一，要求大家不但结合本条，更应全面掌握。,第8章 水深测量8.5.3 条是关于带状地区转换参数的规定,21,第,8,章,水深测量,8.6,水下障碍物探测,8.6.1,条规定了水下障碍物探测可采用的方法。包括多波束测深系统扫测、软式拖底扫测、硬式扫床、侧扫声纳或磁力仪扫测等方法。多波束测深系统、侧扫声纳扫测和磁力仪作业应遵守的规定均列在附录,M,中。,8.6.5,条规定了侧扫声纳扫测的扫测比例尺、扫测与测深的同步性、对可疑信号的精扫和主要技术指标（见附录,M,）等四项要求。,8.6.6,条是关于磁力仪探测水下感磁障碍物的规定，共四款。包括南北与东西扫趟交叉布设、探测主测线间距、仪器性能测试、船体影响测试、探头沉放深度测试和磁力仪探头与测船、航向的关系及对航速、舵角、风流压脚大小限制的规定等。,第8章 水深测量8.6.1条规定了水下障碍物探测可采用的方,22,第,8,章,水深测量,8.7,适航水深测量,8.7.1,条作出了适航水深测量方法选择的推荐性规定。重力式器具是指以重力式测量原理获得重度界面深度的方法，如三爪铊、密度计等。重度测量指直接进行重度剖面测量，如密度计等。走航式适航水深测量系统包括音叉密度计、双频测深仪和海底淤泥层连续密度划分软件系统。,8.7.5,条是由于走航式适航水深测量系统受重度剖面测量制约，因此作出测区内垂直密度剖面测量点的规定。,8.7.6,条是关于采用重力式器具测定适航深度的规定。根据测量要求，重力式器具停止界面之重度宜等同测区的适航重度。但现实是难以严格等同，出于安全考虑，规定不得大于适航重度。这就对器具制造提出了相应要求，,水运工程测量手册,中给出了三爪铊的制作参数仅为适合天津港,12.5 kN/m,3,的重度值的参数。必须指出，不同地点，当颗粒粘度发生变化后，或适航重度变化后，这些参数就不再适用，必须调整三爪铊的重量和接触面面积使其适应新的适航重度。,8.7.7,条给出了适航水深测量过程中，应对密度计探头的后移量和定位系统的偏心量进行修正的规定。此与一般水深测量的定位中心与测深中心不一致的偏心修正类同。,第8章 水深测量8.7.1条作出了适航水深测量方法选择的推,23,第,8,章,水深测量,8.8,内 业 处 理,8.8.3,条关于量取水深的第（,2,）项规定的理由是：当风浪较大，回波线呈现波浪状，自然水面的升降平均值应为回波信号（线）之中位线。但是，由于测船较重，其上下升沉均产生惯性影响。受重力和浮力作用，下沉时的惯性力是船增加了一个下沉量，而升起时的惯性作用，与重力作用相反，使测船减少一个上升量。测船最高上升顶点不可能达到自然水面的上升最高顶点高度，同时还考虑到因船舶倾斜造成换能器声束偏斜，使水深偏深。因此，国际上一些国家的规定或招标标书中关于在“测深纸的回波线上距波峰,1/3,波高处量取”的规定是有道理的。,8.8.5,条是水位改正的内容。由于水位改正是水深测量内业处理的内容，因此，在本节增加水位改正的相关内容，把原规范水位控制测量的这部分内容移至本节中，并作了相应修改。,第8章 水深测量8.8.3条关于量取水深的第（2）项规定的,24,第,8,章,水深测量,8.8,内 业 处 理,8.8.7,条中比原规范增加了第,(5),项，当测图目不同时，自动化水深测量的取点有不同要求。主要是考虑对于疏浚测量，当测图用于计算工程量且比例尺较小（如：,1:2000,）时，取浅点与等距均匀取点所计算的工程量差值较大。至于用于通航、指导施工或交工测量时，都应取浅点，是为了保障航行安全，这是大家都会理解的。,8.8.9,条关于,RTK,水位的两款规定，主要是考虑了虽然,RTK,三维水深测量在外业测量时已进行了水位改正，但是为了检查,RTK,水位的正确性，在内业数据处理时，还应把,RTK,水位提取出来，绘制水位曲线，对,RTK,水位的质量进行确认检查，这是,RTK,三维水深测量质量控制的一个重要环节。,第8章 水深测量8.8.7条中比原规范增加了第(5)项，当,25,第,8,章,水深测量,8.8,内 业 处 理,8.8.11,条是为了扩大适航水深图的功能，为建设单位、施工单位及回淤研究提供浮泥层厚度及其浮泥变化，第,8.8.11.2,款规定了应在每条测线上分别按实际位置标注最小和最大适航浮泥层厚度值，并增加了浮泥厚度的图式符号。,本款是为了使适航水深图与高频测深仪测得的水深图相区别，并提供所测适航浮泥层的具体位置范围，这样可方便使用。,8.8.12,条是为了配合现行,水运工程测量质量检验标准,（,JTS 258-2008,）的实施，使水深测量能够成为具有独立使用功能的质量检验的单位工程，把原第,11,章制图的有关内容移入本节。,第8章 水深测量8.8.11条是为了扩大适航水深图的功能，,26,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.1,水深测量前应检查平面和高程控制点，校对基准面与水尺零点或自记水位计零点的关系。,8.1.2,水深测量应采用有模拟记录的单波束回声测深仪或多波束测深系统，在浅水区宜采用测深杆或测深锤；在水底树林和杂草丛生水域不宜使用回声测深仪；淤泥质回淤严重水域应进行适航水深测量。,8.1.3,测深前测量船应与水位站和定位站校对时间。采用内外业一体化水深测量系统时，应进行导航延时改正。水位观测应符合第,7.2,节的有关规定，并应在测前至少,10min,开始，测后至少,10min,结束。,8.1.4,测深应在风浪较小的情况下进行。沿海波高超过,0.6m,，内河波高超过,0.4m,时，应停止作业。采用姿态传感器进行波浪改正时，可适当放宽。,8.1.5,测深定位点点位中误差应符合表,8.1.5,的规定。,第8章 水深测量8.1.1 水深测量前应检查平面和高程控,27,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,测图比例尺,定位点点位中误差限值,(mm),1,：,5000,图上,1.5,1,：,5000,图上,1.0,测深定位点点位中误差限值 表,8.1.5,注：对,1:200,1:500,测图可放宽至图上,2.0mm,。,8.1.6,在不考虑平面位移的情况下，水深测量的深度误差应符合表,8.1.6,的规定。,水深范围,(m),H20,H,20,深度误差限值,(m),0.2,0.01H,深度误差限值,表,8.1.6,注：,H,为水深值,(m),；,对山区河流水深小于,5m,的硬底质水域，深度误差不应大于,0.15m,。,第8章 水深测量测图比例尺定位点点位中误差限值(mm)1,28,第,8,章,水深测量,8.1,一般规定,8.1.7,航道测量应根据沿海、内河的实际需要和水深变化情况，进行航道基本测量和航道检查测量或维护性测量。测量周期和内容应符合下列规定。,8.1.7.1,沿海航道基本测量周期宜为,3,8a,；内河航道基本测量周期应按,内河航道维护技术规范,（,JTJ287,）的有关规定执行。,8.1.7.2,测区内水深有变化的沿海航道与港区应定期进行航道检查测量，检测周期可按年、季、月、旬划分；内河维护性测量应根据航道实际变化情况进行。,8.1.7.3,航道基本测量应充分利用已有测量成果，控制网和地形图应根据实际变化情况进行复测、局部补测或修测，并提交完整的控制点成果及地形资料。航道检查测量或维护性测量可根据实际情况确定测量内容。未测量的部分要素，在编绘和出版航道图时，可利用已有测量成果。,8.1.8,航道基本测量或检查测量需要进行水文要素观测时，应符合下列规定。,8.1.8.1,港口通航水域和锚地均应测定相应位置的流速、流向及水底表层底质等水文要素。,8.1.8.2,在沿海港口还应在当地大潮期间，测出最大涨、落潮的流速和流向，并应确定往复流或旋转流等流场性质。,8.1.8.3,底质探测应给出表层底质分类和分布区域。,第8章 水深测量8.1.7 航道测量应根据沿海、内河的实,29,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,8.2.1,测线方向应符合下列规定。,8.2.1.1,单波束测深主测深线宜垂直于等深线总方向、挖槽轴线、河道走向、炸礁区较长边、船闸轴线、船坞轴线或岸线，可布设成平行线、螺旋线或,45,斜线。,8.2.1.2,多波束扫测、侧扫声纳扫海和软式拖底扫海主测深线方向宜平行于测区较长边、挖槽轴线和河道走向。,8.2.2,测深线间距应符合下列规定。,8.2.2.1,测深线间距应符合表,8.2.2,的规定。,8.2.2.2,多波束扫测、侧扫声纳扫海和软式拖底扫海主测深线间距应能保证有效扫宽重叠。确定测深线长度时，应综合考虑声速变化和数据安全维护等因素。,第8章 水深测量8.2.1 测线方向应符合下列规定。,30,第,8,章,水深测量,8.2,测深线布设,8.2.3,疏浚施工单波束测深应布设垂直于主测深线的纵向测深线，其间距不宜大于主测深线间距的,4,倍；在航道内应至少布设,2,条纵向测深线，主测深线的图上长度应超出挖槽边坡坡顶,30mm,。,8.2.4,测深检查线宜垂直于主测深线，单波束检查线长度不宜小于主测深线总长度的,5,，多波束测深检查线长度不得少于总测线长度的,1%,。疏浚施工前，检查线可用纵向测深线代替；施工检测和交工测量的检查线应布设在挖槽边坡坡顶以外。,8.2.5,对于多波束测量，采用多波束进行检查线测量时，应使用中央波束。,8.2.6,单波束测深不同作业组的相邻测段应布设一条重合测深线；同一作业组不同时期测深的相邻测深段应布设两条重合测深线。,第8章 水深测量8.2.3 疏浚施工单波束测深应布设垂直于,31,第,8,章,水深测量,8.3,定 位,图上最大间距,(mm),仪具,项,目,测,深,仪,测深杆或测深锤,规划和设计测量,20,12,沿海航道、港池、泊位及吹填区施工测量,40,12,航道基本测量和航道检查测量,水工建筑物及附属设施施工测量,10,10,内河航道、港池、泊位及吹填区施工测量,重点区域,10,10,一般水域,15,10,定位点图上最大间距 表,8.3.1,注：,1:500,测图，内河一般水域的航道、港池、泊位及吹填区施工测量，采用测深仪测深的定 位点最大间距可缩小到图上,10mm,。,8.3.1,测深定位点间距应符合表,8.3.1,的规定。,第8章 水深测量 图上,32,第,8,章,水深测量,8.3,定 位,8.3.3,定位中心应与测深中心一致，其偏差不宜大于图上,0.3mm,，超出时应进行归心改正。,8.3.7,采用,GPS,定位应符合下列规定。,8.3.7.1,自设基准站时，其位置选择及架设应符合第,4.4,节的有关规定。,8.3.7.2,流动站的设置应满足下列要求：,(1),流动站天线牢固可靠，并安置在船上较高处且与金属物体绝缘；,(2),大比例尺测图，在流动站天线下适当位置设置必要的反射信号屏蔽装置。,8.3.7.3,定位所用卫星的高度角应大于,10,。,8.3.7.4,水深测量项目开始前应在测区附近的控制点上对差分,GPS,接收机进行检验和比对，可利用比对数据按附录,G,的公式计算测区差分,GPS,的定位中误差，并应满足表,8.1.5,的要求。,第8章 水深测量8.3.3 定位中心应与测深中心一致，其,33,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.1,测深仪、具检验应符合下列规定。,8.4.1.1,测深仪应定期进行检验，其检验应符合附录,J,的规定。测深仪出现故障进行大修或更换测深仪的主要部件时应重新检验，水砣及测杆应在外业工作前进行校准。,8.4.1.2,每次测深前、后应在测区对测深仪进行现场比对。水深小于,20m,时，可用声速仪、水听器或检查板对测深仪进行校正，直接求取测深仪的总改正数；水深为,20,200m,时，可采用水文资料计算深度改正数，并应测定因换档引起的误差；深度改正数计算符合附录,K,的规定。,8.4.1.3,检查板深度绳应使用伸缩性小的材料制成，并应用钢卷尺校准。用检查板校准测深仪时，测深仪应处于正常工作状态，水面平静，流速较小，检验深度宜接近当日测量的最大水深，船舶应处于稳定状态。,8.4.1.4,对既有模拟记录又兼有数字记录的测深仪进行检验时，应同时校对模拟信号和数字信号，检验结果应以模拟信号为准。,第8章 水深测量8.4.1 测深仪、具检验应符合下列规定,34,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.3,测深仪换能器宜安装在距测量船船艏,1,3,1,2,船长处。,8.4.4,使用机动船测深时，应根据需要测定测深仪换能器动吃水改正数，其测定方法应符合附录,L,的规定。改正数小于,0.05m,时可不改正。,8.4.5,测深仪记录纸的走纸速度应与测量船的航速相匹配，记录纸上的回波信号应能清晰反映水底地貌。对疏浚和炸礁测量，记录纸走纸长度与实地长度之比宜大于,1,4000,。,8.4.6,测深检查线与主测深线相交处、单波束测深不同作业组相邻测段或同一作业组不同时期相邻测深段的重复测深线的重合点处，图上,1mm,范围内水深点的深度比对互差均应符合表,8.4.6,的规定。,水,深,H (m),深度比对互差,(m),H20,0.4,H,20,0.02H,深度比对互差要求,表,8.4.6,第8章 水深测量8.4.3 测深仪换能器宜安装在距测量船,35,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.7,水深测量的补测和重测应符合下列规定。,8.4.7.1,出现下列情况时应进行补测：,(1),测深线间距大于第,8.2.2,条规定间距的,1.5,倍；,(2),测深仪记录纸上的回波信号中断或模糊不清，在纸上超过,3mm,，且水下地形复杂；,(3),测深仪零信号不正常或无法量取水深；,(4),对于非自动化水深测量，连续漏测,2,个及以上定位点，断面的起点、终点或转折点未定位；,(5)DGPS,定位，卫星数少于,3,颗，连续发生信号异常；,(6)GPS,精度自评不合格的时段；,(7),测深点号与定位点号不符，且无法纠正；,(8) RTK,三维水深测量时，,RTK,水位异常。,8.4.7.2,出现下列情况时应进行重测：,(1),深度比对超限点数超过参加比对总点数的,20,；,(2),确认有系统误差，但又无法消除或改正。,第8章 水深测量8.4.7 水深测量的补测和重测应符合下,36,第,8,章,水深测量,8.4,测 深,8.4.8,单波束测深，利用姿态传感器进行波浪改正时应符合下列规定。,8.4.8.1,姿态传感器安装位置应靠近测深仪换能器，其,Y,轴正向应与测船艏向一致。,8.4.8.2,测深仪或数据采集软件应同时记录原始测深数据、测船姿态数据和水深改正数据。,8.4.8.3,测量过程中不得搬动姿态传感器。,8.4.8.4,姿态传感器数据输出速率不应小于,20Hz,。,8.4.8.5,采用,GPS,三维姿态控制系统进行波浪改正时，应有比对成果。,8.4.9,采用多波束测深系统测深应符合下列规定。,8.4.9.1,多波束测深系统工作环境应符合系统中所有设备的技术要求。,8.4.9.2,设备安装及系统校准应符合附录,M,的规定，系统中设备安装位置变动或更换设备后应重新进行校准。多波束测深应保证测量时换能器的姿态与校准时的姿态相同。,8.4.9.3,每次作业前应在测区内有代表性的水域测定声速剖面，单个声速剖面的控制范围不宜大于,5km,，声速剖面测量时间间隔应小于,6h,，声速变化大于,2m/s,时应重新测定声速剖面。,8.4.9.4,水深测量项目开始前应在不浅于测区水深的平坦水域进行多波束测深正交比对和用单波束进行校核，其比对互差均应满足表,8.4.6,的要求。,8.4.9.5,作业时，应实时监测各个传感器回波信号质量，不符合要求时应停止作业。,第8章 水深测量8.4.8 单波束测深，利用姿态传感器进,37,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,8.5.1,测区在控制网覆盖范围之内时，平面坐标系统和高程基准转换宜采用布尔莎七参数转换模型同时进行。转换参数可利用测区内分布均匀的四个及以上控制点求得，参与转换计算的控制点的高程应按四等及以上水准要求引测。,8.5.2,在沿海地区，控制网不能覆盖测区时，除应按第,8.5.1,条的规定求取转换参数外，尚应按照附录,N,的规定，采用海上临时定点水位站的水位对,RTK,水位进行修正。,8.5.3,对于内河、山区的带状测区，参与转换计算的控制点间距宜小于,5km,，并在两岸交叉分布。相邻控制点间的高差不宜大于,50m,。,第8章 水深测量8.5.1 测区在控制网覆盖范围之内时，,38,第,8,章,水深测量,8.5 RTK,三维水深测量,8.5.4 RTK,三维水深测量所用仪器设备和数据采集软件应符合下列规定。,8.5.4.1,基准站和流动站均应选用双频测量型,GPS,定位设备。,8.5.4.2 RTK,三维水深测量宜采用三维姿态传感器对横摇、纵摇进行姿态改正。,8.5.4.3 RTK,三维水深测量软件宜具有传统水位观测模式下水深测量自动化成图的功能，并可提取,RTK,水位。,8.5.5 RTK,三维水深测量的设备安装、检验校准及外业测量应符合本章各节有关条款及附录,N,的规定。,第8章 水深测量8.5.4 RTK三维水深测量所用仪器设,39,第,8,章,水深测量,8.6,水下障碍物探测,8.6.1,水下障碍物探测可采用多波束测深系统扫测、软式拖底扫测、硬式扫床、侧扫声纳或磁力仪扫测等方法。多波束测深系统、侧扫声纳扫测和磁力仪作业应符合附录,M,的规定。,8.6.5,侧扫声纳扫测应满足下列要求：,(1),扫测比例尺不小于,1:10000,；,(2),粗扫与测深同步进行；,(3),发现可疑目标，放大量程进行精扫；,(4),扫测的主要技术要求符合附录,M,的规定。,8.6.6,采用磁力仪探测水下感磁障碍物应符合下列规定。,8.6.6.1,探测扫趟宜南北、东西方向交叉布设。,8.6.6.2,探测主测线间距应符合附录,M,的有关规定。,8.6.6.3,作业前，应进行仪器性能测试、船体影响测试和探头沉放深度测试。,8.6.6.4,测船上线前，应确保磁力仪探头与测船在一条测线上，在线探测期间应保持航向、航速基本稳定，不得使用大舵角修正航向，风流压角不宜超过,3,。,第8章 水深测量8.6.1 水下障碍物探测可采用多波束测,40,第,8,章,水深测量,8.7,适航水深测量,8.7.1,适航水深测量宜采用走航式适航水深测量方法，也可采用重力式器具及重度测量方法。,8.7.5,采用走航式适航水深测量系统进行测量时，每平方千米内重度剖面测量不应少于,1,点，且每个测区内垂直重度剖面测量点不应少于,2,点，并应实地取样，现场率定密度。,8.7.6,使用重力式器具及重度测量方法时，应对器具满足测量适航重度的能力和测深精度进行检验，重力式器具停止界面的重度不得大于适航重度。,8.7.7,在适航水深测量过程中，应对密度计探头的后移量和定位系统的偏心量进行修正。,第8章 水深测量8.7.1 适航水深测量宜采用走航式适航,41,第,8,章,水深测量,8.8,内业处理,8.8.3,从测深仪记录纸上量取水深应满足下列要求：,(1),零信号清楚，无零信号处用直线连接；,(2),沿海因受风浪影响回波信号呈波浪状时，水深从距波峰,1,3,波高处量取；,(3),水深量至,0.1m,，内河重点水域量至,0.05m,；,(4),定位点间的内插水深等距量取，异常浅点和疏浚施工的上偏差点按比例内插。,8.8.5,水位改正应符合下列规定。,8.8.5.2,内河两相邻水位站或沿海港口潮汐性质相同的两相邻水位站，应按实测瞬时最大水位差或潮汐调和常数计算有效控制范围。有效控制范围互相重叠时，水位站有效控制范围内的瞬时水深应采用该站水位改正；有效控制范围互不重叠时，水位站间的瞬时水深应采用分带内插改正，分带数不宜大于,10,带。水位分带应符合附录,Q,的规定。,8.8.5.3,内河两岸水位差大于,0.1m,时应进行横比降改正。,8.8.5.4,内河河心水面变化异常，水位改正影响航道水深精度时，应进行河心比降改正。,第8章 水深测量8.8.3 从测深仪记录纸上量取水深应满,42,第,8,章,水深测量,8.8,内业处理,8.8.5.5,内业处理发现非平潮时段漏测水位，漏测时间在,2h,以内，内插水位不影响水深精度时，可用于水深改正。,8.8.5.6,对非感潮河段水尺的有效控制范围，上下游两水尺的水位改正数差值小于,0.1m,时，应以较大值作为水位改正数；差值大于或等于,0.1m,时，应按线性内插法分段求取改正数。,8.8.5.7,利用其它水位站资料时应对下列内容进行调查分析：,(1),观测方法和精度，水尺和自记水位计的质量；,(2),水准点的位置及其与水尺或自记水位计零点间的关系；,(3),深度基准面和有关水位观测计算成果资料。,8.8.7,自动化测图的内业整理应满足下列要求：,(1),根据成图需要确定图幅分幅和坐标格网；,(2),打印的定位点、特征点的时间和编号与测深仪记录纸一致；,(3),根据测深记录纸，对原始测深数据进行检查、编辑；,(4),检查或输入水位、测深仪改正数、静吃水和动吃水；,(5),测图用于计算工程量时，等距随机选取水深点，用于通航或指导疏浚施工时，取浅点；,(6),特征点、助航标志、重要的地形和地物齐全；,(7),输入的坐标资料、外业打印的检查记录、数据光盘和测深纸等，统一编号，妥善保存。,第8章 水深测量 8.8.5.5 内业处理发现非平潮时,43,第,8,章,水深测量,8.8,内业处理,8.8.9 RTK,三维水深测量内业数据处理除符合常规水深测量要求外，尚应符合下列规定。,8.8.9.1,进行内业处理时，应提取,RTK,水位并检查,RTK,水位曲线，发现水位曲线突变等不符合变化规律时，应查找原因，必要时，应对水位突变区域进行补测。,8.8.9.2,提取,RTK,水位时应考虑动吃水、三维姿态的影响。,8.8.11,适航水深测量内业整理应符合下列规定。,8.8.11.1,适航水深图图载水深应为适航浮泥层下界面水深，并应在每条测线上分别按实际位置标注最小和最大适航浮泥层厚度值。,8.8.11.2,适航水深图应采用不同的颜色或字体标示适航浮泥层的具体范围和厚度。,第8章 水深测量8.8.9 RTK三维水深测量内业数据处,44,第,8,章,水深测量,8.8,内业处理,8.8.12,等深线勾绘应满足下列要求：,(1),等深线用首曲线、计曲线、标准线和零米线分别表示，计曲线间距小于图上,3mm,时，不插绘首曲线；,(2),平坦水域有若干相同深度点时，等深线通过靠深的一侧勾绘，等深线不符合地貌形态时，个别点的深度允许调整,0.1m,；,(3),等深线为光滑的曲线，弯曲度较大处按表,8.1.6,规定的深度误差范围向深的一侧移动。,第8章 水深测量8.8.12 等深线勾绘应满足下列要求：,45,Thanks !,Thanks !,46,