于 飛

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán) 農(nóng)一師勘測設(shè)計院，新疆 阿克蘇 843000）

現(xiàn)代測量儀器在河道測量中的應(yīng)用

于 飛

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán) 農(nóng)一師勘測設(shè)計院，新疆 阿克蘇 843000）

在對河流的水利資源進(jìn)行開發(fā)時，河流水的坡降和過水?dāng)嗝娣e的大小是非常重要的兩個內(nèi)容，這兩個重要內(nèi)容在工程的規(guī)劃和設(shè)計還有施工等步驟中起著重要的作用，根據(jù)河流水的坡降和過水?dāng)嗝娣e夠合理的畫出橫斷面圖和河道地形圖對合理利用河道有重要的價值。論文對現(xiàn)代測量儀器河道的測量方法進(jìn)行了簡單的介紹。

現(xiàn)代測量儀器；河道；測量

0 引 言

在開發(fā)利用河流水資源時必須知道河流的水面坡降和過河水的斷面積的大小，這兩項重要內(nèi)容在河流水進(jìn)行防洪和水利發(fā)電等實際應(yīng)用中非常重要，通過對河流的水面坡度 和過河水面積的了解可以大概的對水下地形的了解。其中河道測量的主要任務(wù)就是對河道的橫、縱斷面和水下地形的測量，通過河道測量可以對工程的規(guī)劃和設(shè)計提供便利的條件。

1 GPS在河道測量中的應(yīng)用

1.1 準(zhǔn)備階段

1.對施工的河道的有一定的了解，并且簽約工程上的一些測量合同。

2.準(zhǔn)備資料:搜集該地區(qū)的相關(guān)地圖，控制點，還有原有河道的相關(guān)平面圖等相關(guān)資料，此外要對該地區(qū)的政治、文化、經(jīng)濟(jì)等相關(guān)信息有一點的了解，對于當(dāng)?shù)氐慕煌?、通訊、地質(zhì)等重要信息要重點掌握。

3.根據(jù)具體的工作要求，根據(jù)現(xiàn)有的地形圖編制出相關(guān)的測量方案。

4.依據(jù)工程的需求，做好后勤的準(zhǔn)備工作。

1.2 控制測量階段

依據(jù)工程的需要對測量地區(qū)的控制點資料進(jìn)行收集，并且要找到該地區(qū)2個以上的控制點資料。為了使測量工作能夠順利的進(jìn)行在河道中布設(shè)加密控制網(wǎng)。在河道中有許多平面控制網(wǎng)的布設(shè)方法，如今最常用的三種分別為：三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)還GPS。這三種方法的選定要根據(jù)具體的施工要求來選定。目前使用最普遍的就是GPS網(wǎng)，這種網(wǎng)的科學(xué)技術(shù)含量最高，并且GPS網(wǎng)是最準(zhǔn)確的測量方法，GPS網(wǎng)在測量的過程中主要包括三個內(nèi)容，分別為：布網(wǎng)方案設(shè)計，外業(yè)施測和數(shù)據(jù)處理。在GPS測量過程中GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計是基礎(chǔ)工作，設(shè)計工作要根據(jù)官方的任務(wù)書和相關(guān)的測量合同具體實施。

1.布設(shè)方案的選擇:在過去傳統(tǒng)的常規(guī)測量中，控制網(wǎng)的設(shè)計是一個非常重要的環(huán)節(jié)，但是現(xiàn)在的 GPS網(wǎng)測量中不需要這個環(huán)節(jié)，并且在該測量方法中點位的精度與常規(guī)的測量相比比較均勻，設(shè)計圖形非常的靈活。GPS網(wǎng)測量的布網(wǎng)原則為：要保證點位的精度，密度做夠大，施工方便，盡量的節(jié)約支出。

GPS控制點的選點原則是：(1)要滿足施工環(huán)境的要求，在施工場地最好選擇那些視野開闊的地帶，此外還要遠(yuǎn)離一些人工設(shè)施，例如高壓線，變電站等。(2)確保測量的點位穩(wěn)定，并且能夠長期的保存。(3)雖然在GPS控制網(wǎng)的布置中各個點之間不需要相互的通視，但是考慮到常規(guī)方法的聯(lián)測和擴(kuò)展，在測量的過程中要求一個控制點至少與另一個控制點是通視的。(4)在選擇控制點的位置時，控制點一般設(shè)立在河堤上，這樣能夠方便斷面的測量，并且保證各個控制點之間的距離為1km左右。

當(dāng)控制點的位置都選好后，要在這些位置上做好標(biāo)記，埋設(shè)標(biāo)石，根據(jù)這些控制點的位置繪制好布網(wǎng)示意圖，并且要求先關(guān)人員對這些記錄點的標(biāo)志進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)，以免造成意外的損壞。

2.高程控制網(wǎng)，在對河道進(jìn)行測量時，一般情況下是不提倡設(shè)立高程控制網(wǎng)的。但是由于河道的測量的精度要求很高，所以在測量的過程中要實施三、四等水準(zhǔn)測量方法，這樣能夠把高程引測到測區(qū)內(nèi)的GPS控制點上。

1.3 河道橫斷面圖的測繪

在對河道的橫縱斷面進(jìn)行測量時，其主要的工作內(nèi)容是測繪橫斷面圖，我們知道只有精確的河道橫斷圖才能準(zhǔn)確的繪制出縱斷面圖還有河道地形圖。

1.斷面基點的測定:在河道的某一岸設(shè)立一些斷面基點后進(jìn)行河道橫斷面的測量，一般情況下可以根據(jù)原有的地形圖來設(shè)計斷面幾點。

當(dāng)?shù)匦螆D上沒有可利用的河流時，要沿河的一岸布設(shè)地面基點，各個地面基點之間距離保持在5050~100m，對于這些幾點的排列要盡量保證與河道的主流方向一致，對這些地面基點按里程進(jìn)行偏好，這些基點的距離要根據(jù)具體的量距和視距來測定。

2.對河道橫向截面的測量：在所有的河道截面測量方法當(dāng)中，利用專業(yè)測量儀器全站儀的測量手段最為方便，使用范圍最為廣泛。想要測量河道中的某一部位的截面，就將專業(yè)測量儀器安放到到這個河道截面上，將該點已知的矢量坐標(biāo)輸入到測量儀器當(dāng)中，然后將其對準(zhǔn)下一個想要測量的點，同時也要講那個點的矢量坐標(biāo)或者高程的數(shù)據(jù)輸入到儀器中。

對河道中的某一個截面進(jìn)行測量時，首先要確定出這個截面的基點，然后將一個特有的花桿固定在基點上，同時在河道的另一側(cè)對應(yīng)花桿的位置再安放一個同樣的花桿，確保這兩個花桿是在同一條直線上，且這條直線垂直于河流方向。

3.對河道的橫向橫截面進(jìn)行檢測：河道的橫截面就是垂直截斷河道所得到的截面。采用專業(yè)的測量儀器對這個截面上的點進(jìn)行收集數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄Ｓ玫能浖锩孢M(jìn)行處理，處理數(shù)據(jù)后會在軟件中根據(jù)所得結(jié)果畫出地形圖。若是出現(xiàn)地形圖差距偏大，則需要重新收集、統(tǒng)計、處理數(shù)據(jù)。

4.對河道的縱向橫截面進(jìn)行檢測：對于一個河道，將它的全部橫截面的樁點、整個河流的最深點、河道兩岸的岸邊點以及岸邊兩側(cè)的堤壩上的點連接到一起形成一個面，這個面就叫做河道的縱向橫截面。利用專業(yè)測量河道的儀器統(tǒng)計這些點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，利用專業(yè)的測量軟件處理這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得規(guī)律畫出河道的縱向橫截面。

5.對河道中的地形情況進(jìn)行檢測：通過對各種河道專用的測量儀器的使用來進(jìn)行地形檢測，在其他情況的應(yīng)用也是同一原理，采用相同的方法。但是在水下的河道測量就比較特殊，要具體問題具體分析，一般都是通過計算河道的橫截面積的方法來監(jiān)測。根據(jù)上面的敘述方法，可以統(tǒng)計到很多的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)輸送給指定的軟件，軟件中的固定程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，畫出符合數(shù)據(jù)條件的河道地形圖。對于河道中的有水部分，工作人員不能夠觀察到河道地形，因此，只有測量、統(tǒng)計出更多的數(shù)據(jù)，不斷的輸入軟件畫地形圖來尋找地形的變化規(guī)律，最終推測出最符合條件的地形圖

2 全站儀在河道測量中的應(yīng)用

一直以來，在測量河道堤防中廣泛采用的傳統(tǒng)測繪工具是經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀。但在實際測量中，經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀的vrlisng精度容易受外界因素影響，并且觀測范圍不大，測程也比較短，程序繁雜，工作量大等。這些不足往往會影響測量結(jié)果的更新周期，難以將河道堤防信息及時準(zhǔn)確的反映出來。伴隨測繪技術(shù)的發(fā)展，電子全站儀開始廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，它將自動測角、測距、測高三位一體，并且在進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時，能夠自動獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲、傳輸、識別和處理，是一種三維測量系統(tǒng)。具有設(shè)站靈活、工作高效、測量精確等優(yōu)勢。在測繪條件非常復(fù)雜的河道堤防測量中，全站儀的采用是勢在必行的。

2.1 作業(yè)程序

在開始河道堤防測量工作前，先要進(jìn)行野外踏勘選點。野外踏勘選點首先是踏勘河道堤防，選取好具有代表性的地形點以及斷面觀測點，然后在此埋設(shè)觀測標(biāo)志。對于地形點的選取，可以參考河道堤防管理部門在河道堤防設(shè)立的控制點，以此確保測量成果具有連續(xù)性；觀測點的設(shè)立一般在堤防的轉(zhuǎn)折點，此位置設(shè)立的測站通視條件良好，并且一個觀測站最好盡可能設(shè)多個觀測點；與此同時，在河道堤防險工險段位置也要設(shè)立觀測點，來測定其位置和類別。斷面測量的選取設(shè)立，一般在水流平穩(wěn)的河道直線段，這樣可避免彎道等復(fù)雜水流影響測深船的行駛。此外，為了保證水文信息的一致性，應(yīng)當(dāng)在在水文站附近同水文部門觀測斷面聯(lián)測。

2.2 作業(yè)方法

1.首先在坐標(biāo)和高程已知的控制點A（XA,YA,HA）架設(shè)全站儀，在對其進(jìn)行調(diào)整后，將測量起始邊的方位角和控制點A（XA,YA,HA）、控制點B（XB,YB,HB）輸入進(jìn)去，并且使儀器處在盤左的位置。

2.將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)，使其瞄準(zhǔn)控制點 B上架設(shè)的反光棱鏡，將控制點A、B之間的平距和高差測量出來，分別記錄為D、h，然后將其存入電子手簿。同時還要將儀器視線高和水平方向的觀測值記錄并存儲起來。

3.將照準(zhǔn)部順時針旋轉(zhuǎn)，使其瞄準(zhǔn)待測點上架設(shè)的反光棱鏡，將待測點同控制點 A之間的平距和高差測量出。同時將水平方向和豎直角方向的觀測值存入電子手薄。存入的數(shù)值通過全站儀對其數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化計算，很快的將待測點的坐標(biāo)和高程計算出來。通視保證良好的情況下，測量指揮員指揮執(zhí)反光棱鏡的跑尺員跑地形點，這是若啟用全站儀跟蹤測量模式，便可將測船在測量時位置點的坐標(biāo)準(zhǔn)確測量出來，以此確定測深點的位置。

4.檢驗限項差，使鏡頭倒轉(zhuǎn)，儀器位置處于盤右，將上述步驟重復(fù)完成。

3 結(jié) 語

綜上所述，在河道的整體測量過程中，是需要嚴(yán)格的監(jiān)測、控制施工的進(jìn)程以及工程質(zhì)量，嚴(yán)格按照制定好的設(shè)計思路進(jìn)行工程運作，同時，工作人員按照施工標(biāo)準(zhǔn)實時對工程進(jìn)行監(jiān)控，以此來保證總體工程的施工進(jìn)度以及工程質(zhì)量。

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[3]劉放明.解析法現(xiàn)場快速、準(zhǔn)確測設(shè)渠道、堤壩開挖、填筑樁點[J].湖南水利水電,2005,(3).

[4]馬樹軍,張官珍,張現(xiàn)寶.河道治理工程中有關(guān)問題的探討[J].河南水利與南水北調(diào),2007,(10).

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1673-2219（2012）08-0028-02

2012－05－12

于飛（1980－），男，新疆人，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師勘測設(shè)計院工程師，研究方向為測量學(xué)。

（責(zé)任編校：張京華）