内河航道测量技术及其未来发展

徐琪

摘 要：随着社会经济的逐步发展，科学技术水平的提升，推动了我国航道测量相关技术的日益完善，由传统单一的测量方式逐步过渡为创新型测量技术，实现了技术层面的飞跃。本文意在，以我国航道测量技术的历史发展脉络为研究对象，进行系统的分析与阐述并对此项技术的未来发展前景进行展望。

关键词：航道测量；历史；发展；前景

时下，我国航道测量技术的发展呈逐年上升趋势，作为保障我国内河航道工作合理有序进行的重要前提受到国内航道测量领域学者的高度重视。通过对内河航道的地理条件进行测绘、对内河河床进行数据调查与统计，为内河航道日常维护、船舶航道规划与保障航道安全提供了依据。随着航道测绘领域科学技术水平的发展，各类新型技术与设备的应用，使内河航道测绘工作日趋科学化。

1 我国航道测量技术的发展历史

内河航道测量技术的发展是由不同领域多项技术的共同应用而实现的，而非单一的门类学科的技能。在实际应用环节，可将此项技术系统化的分为两部分：航道定位与航道测探。而航道测绘工作中包含的内河水文观测环节由于观测技术与测量仪器的更新换代，产生了较大的技术与仪器的变化。航道测量中的定位与测探的区分定义在航道测量领域的文献中没有明确的分类，而是通过其测量仪器与相关技术的历史脉络与实际应用的年限进行区分并进行系统化阐述。

1.1 内河航道测量工作中的定位技术

定位技术，即对内河航道内的水面高度、最高与最低水深高度差、水下深度数值最大的位置进行测量与定位，并且对航道内的具体地形、特点进行归类。

航道测量工作之初是采用六分仪技术与光学仪设备进行交会测量定位的手段，通过角度观测的方式对船舶所处位置进行定位，能够有效保障测绘结果的准确性。但值得注意的是，此项技术的应用限制较多，既要保证测绘工作者的专业技能，充分掌握仪器实用技术，同时对测绘的地理环境、测量温度、测绘能见度有着严格的要求。因此，此项技术在实际测量应用中存在着诸多不足与缺陷。此后，科学技术的进步推动了内河航道测量工作的发展，新型航道测绘设备与卫星定位技术的逐步应用为航道测量工作带来了新契机。新型测距设备在使用过程中对测绘人员有了具体的要求，严格规定了在进行测绘时须有两名以上测绘人员同时使用测绘设备。全球定位系统的应用改变了传统测量工作对时间、光照、能见度的要求，可利用科学仪器进行全天候全地形作业，实现了技术领域的革新。

（1）测距经纬仪极坐标法

光电测距技术的问世，推动了航道测量工作的进步，通过将测量中所使用的经纬仪与广电测距设备及技术的有效结合，实现了技术层面的飞跃，在降低工作强度的同时，降低了测绘人员与测绘设备的工作强度。

测距经纬仪极坐标法主要是采用架设于已知点以另一控制点作为参照点对未知点（测船点处）进行测角测距来确定点位的方法。该方法比较于经纬仪交会法，只需要一处架站即可进行观测，减少了观测所需最少技术人员。经纬仪前方交会法与测距经纬仪极坐标法相比较见表1。

由表1可出，测距经纬仪极坐标法相比经纬仪交会法减少了观测所需技术人员和架站数，仅需一台测距经纬仪即可工作，观测控制范围受测距仪距离控制，一般为20～30km。但两方法都需要在非雨天、视线良好的情况下进行，而全球卫星定位系统让航道测量实现了全天候作业化。

（2）全球卫星系统定位法

90年代中后期，以美国GPS（GlobalPositioningSystem）为代表的GNSS进入了成熟的商业化应用，我国海洋测绘领域迅速引入这一技术并开展了相关应用研究，交通部下属海事局、長江航道局等单位，大量引进了国外GPS仪器并开展了规模化应用。近二十年来，航道测量先后经历了差分定位，连续参考站、精密单点定位几个技术应用发展阶段，GPS仪器从纯粹国外引进、国内组装，再到现在的国产多品牌。以下依次以差分定位、精密单点定位技术的阶段性发展对其进行探讨，并以近年来出现的双系统和北斗系统对GNSS技术在航道测量技术的应用前景进行展望。

1.2 航道测深技术

航道测深，以杆式和测深锤的直接法、单波束或多波束的声学测深、机载激光的光学测深的发展为脉络进行梳理。并对声学与光学测深进行详述。

（1）杆式和测深锤的直接探测法

测深杆是以长5～6m、直径粗4～6cm竹杆或木杆制成，距头部奇偶以dm为单位漆以不同颜色进行区分，逢五、十用绿、黄进行区分，适用于4～5m内的水深内进行，杆测测不透则采用锤测，即用带有长度标记的测深绳与测深锤相连向水底投掷，根据手感确定测深锤落到水底感觉并计绳尺码长度得出水深，一般以不同重量的测深锤应用不同流速的水域。两种方法都受水流、水深影响，自回声测深仪80年代在我国广泛应用以来，仅杆测在进行测深比对时有用到，航道测量已不在以杆测锤测为主。

（2）机载激光的光学探测法

机载激光以直升机或固定翼飞机为平台，从空中向海面或地面发射激光束来测量水深和地面高程的空间测量系统，突破了船载系统效率低、受海况和航行条件等限制，具有高效率、高精度等优点。杆/锤测、机载激光测深法的比较见表2。

2 当代航道测量定位及探测技术发展简述

综上可见，定位技术方面：CORS和实时的精密单点定位PPP技术是定位发展的两大方向，随着国家推广，北斗CORS也即将开展建设并进入应用；测深方面：多波束测深系统的国产化、商业化是我国海洋仪器装备的努力方向，其仪器成本降低将带来更多应用，机载激光测深系统将是下一代测深技术，内河航道测量应进行该方向的应用探索。

结束语

随着我国生产力的发展带动了我国航道测量工作发生了实质性的飞跃。测量技术与仪器设备由传统的单一、具有局限性逐步转型为多样化、科学化的技术结构，同时国家航道测绘相关作业规定与测绘人员逐步更新，对以往的测绘工作进行总结归纳，分析其规律性。在保障航道测量工作合理有序开展的同时，日趋严谨化、合理化，河道测量发展前景光明。

参考文献

[1]沈继青，陈建桥，贺敏，等.内河航道测量技术及其发展[J].中国水运：航道科技，2016（2）：48-52.

[2]唐为宜.内河航道测量技术及其发展[J].工程技术：文摘版：00295-00295.

[3]高瞻.内河航道养护工程中测量技术的应用[J].科学与财富，2017（7）.

[4]施俊羽.GPS在内河航道工程测量的应用[J].中国科技博览，2014（34）：60-60.