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摘 要：通过实践讲述了水深测量的方法、水深测量过程中产生的一些误差及其消减方法。论述GPS、数字测深仪的使用和水下地形的成图等技术。
关键词：GPS；水深测量；水位
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
水深测量是指测定水底点至水面的高度和点的平面位置的工作。水深测量是航道测量和水底地形测量的重要环节，目的是为船舶航行提供航道深度和确定航行障碍物的位置、深度和性质。因此，水深测量也是维护航道安全通畅的主要途径。
水深测量的内容：内容包括①深度测量，是沿测深线方向，按一定间隔测取待测深度点（称测深点）的深度；②测深点定位，是精确地测取测深点的平面位置和用解析法或图解法将测深定位点测绘到图板上；③精度校正，是为保证成图质量而认真分析测得资料，对平面控制测量、高程控制测量和测深点定位的精度、航行障碍物探测的完善性、测深线布设的合理性、深度点的密度及等深线勾绘的准确性等进行评价，并用定位点的点位中误差评定定位点的精度。为连续测得水深，必须选择适当的测深线间隔和方向。测深线间隔一般取为图上1-1.5厘米，测点间距一般为图0.5-0.7厘米。测得水深后，必须进行水位改正。就是把在瞬时水面上测得的深度归算到由深度基准面起算的深度。
测深点的定位：在水深测量工作中，还要精确地测定深度点的平面位置，这项工作简称为定位。用测深仪测深时，深度点的平面位置是换能器的平面位置。
水位是指自由水面相对于某一基面的高程，水面离河底的距离称水深。计算水位所用基面可以是以某处特征海平面高程作为零点水准基面，称为绝对基面，常用的是黄海基面；也可以用特定点高程作为参证计算水位的零点，称测站基面。水位是反映水体水情最直观的因素，它的变化主要由于水体水量的增减变化引起的。
水深测量的误差：仪器误差，声速误差，水位观测误差。
仪器误差，主要是测深仪本身的测量误差，以及调节测深仪输入吃水，声速值等误差，测深仪老化导致误差，在施测过程中，声波遇到汽泡，水中悬浮物，河底水草等杂物等，出现假水深从而影响测深精度。在换能器不垂直的情况下使用，造成倾角，带来系统误差使所测水深值偏大，由于船在转弯、流速变化不均匀的地段航行时，动力吃水也在不断变化，影响测深精度测深仪工作原理是从水面的换能器向水底发射声波，声波遇到不同介质反射，被换能器接收，所经历的时间与声速乘积的一半为点到水底的垂直距离，即该点的水深。声速值的大小与水的温度、盐度，含沙量，水压等有关。在不同的水域，不同的时间声速值相差很大。要想在不同时间不同地点或相同地点所测水深值具有可比性，必须确定一个统一的深度基准面。水深测量工作中进行同步水位观测，才能保证实测深度正确地归算到统一的深度基准面。
GPS与数字测深仪的应用：
GPS与数字测深仪的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪和数据通信链等组成。用户可以测得的数据：h：GPS天线到水面的高度。数字测深仪机内配有海洋测量软件，只要把GPS接收机接到后面的串口（COM1或COM2）就可以进行水上测量作业，测量作业分三步来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。在松花江大顶子山周边水深测量中，根据项目设计要求，需对该水域进行1∶5000水下地形图测量。先进行平面控制测量，用GPS静态方式，测定所选控制点平面位置，解算出平面坐标，再用水准测量的方法测出各个控制点的高程。遵循从整体到局部，先控制后碎部的测量原则。
1 测前的准备
（1）将GPS基准站架设在已知点上，用手簿蓝牙连接基准站，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，求三参数后设置为基准站。（2）将GPS移动站架设在船上，同样设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、采样间隔，输入三参数（3）打开测深仪中的测量软件，建立任务，将手簿里的坐标系、投影、三参数等输入测量软件中，按工程要求设置好圖定义：图幅左下角坐标、比例尺、图宽、图高。
2 外业的数据采集
（1）将GPS、数字测深仪连接好后，打开电源。打开测量软件，选择新建的任务。在工作模式下设置好记录设置（按距离或时间定位）、定位仪和测深仪接口、接收机数据格式、测深仪配置，然后点测量模式进行水深数据采集。按测区1：5000比例尺要求，测点间距为35米，即每隔35米采集一个水深定位点。
图1
图1 中粗红线为定位点模拟水深，细红线为定位点处水深。
高频图框中显示的是调整吃水60厘米后的当前水深值，测船吃水值分为静吃水和动力吃水，静吃水是旨测量船艇在静止不动时水面到换能器底部的垂直距离，动力吃水简称动吃水是指水深测量船舶在航行时，水面到换能器底部距离，由于受推进器的作用，动吃水要大于静吃水，精确计算动吃水是一个非常复杂的过程，它受船速、航向等多种因素的影响，在工作中可将动吃水取一个均值进行调整。在水深测量工作中可以用三种方法消减动吃水的影响，一是在外业工作前将静吃水加上动吃水作为测深仪吃水；二是在用测深改正软件改正水深时加上动吃水值；三是在水深上图后用内业成图软件将所有水深值统一平移。可用温度和盐度值（在江河中盐度值一般为0）的设定，配合浅区杆测水深与测深仪所测水深进行比对，来减小声速带来的影响。测量外业工作结束后，结合图1剔除汽泡，悬浮物等干扰出现的假水深，提高测量精度。用设计水位减去工作水位，推算水深改正数，最后编辑成图。这里所说的设计水位是指在航运经营和航道整治维护中，需要确定的最低通航水位和最高通航水位，分别称为设计最低通航水位和设计最高通航水位，统称为设计水位。
结束语
随着科技的不断更新和发展，测深的仪器和方法也越来越先进，多波束测深仪的出现，得到了广泛的应用。多波束测深是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。这些高端技术的应用，将使水深测量的不可见性、复杂性得到解决。
关键词：GPS；水深测量；水位
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
水深测量是指测定水底点至水面的高度和点的平面位置的工作。水深测量是航道测量和水底地形测量的重要环节，目的是为船舶航行提供航道深度和确定航行障碍物的位置、深度和性质。因此，水深测量也是维护航道安全通畅的主要途径。
水深测量的内容：内容包括①深度测量，是沿测深线方向，按一定间隔测取待测深度点（称测深点）的深度；②测深点定位，是精确地测取测深点的平面位置和用解析法或图解法将测深定位点测绘到图板上；③精度校正，是为保证成图质量而认真分析测得资料，对平面控制测量、高程控制测量和测深点定位的精度、航行障碍物探测的完善性、测深线布设的合理性、深度点的密度及等深线勾绘的准确性等进行评价，并用定位点的点位中误差评定定位点的精度。为连续测得水深，必须选择适当的测深线间隔和方向。测深线间隔一般取为图上1-1.5厘米，测点间距一般为图0.5-0.7厘米。测得水深后，必须进行水位改正。就是把在瞬时水面上测得的深度归算到由深度基准面起算的深度。
测深点的定位：在水深测量工作中，还要精确地测定深度点的平面位置，这项工作简称为定位。用测深仪测深时，深度点的平面位置是换能器的平面位置。
水位是指自由水面相对于某一基面的高程，水面离河底的距离称水深。计算水位所用基面可以是以某处特征海平面高程作为零点水准基面，称为绝对基面，常用的是黄海基面；也可以用特定点高程作为参证计算水位的零点，称测站基面。水位是反映水体水情最直观的因素，它的变化主要由于水体水量的增减变化引起的。
水深测量的误差：仪器误差，声速误差，水位观测误差。
仪器误差，主要是测深仪本身的测量误差，以及调节测深仪输入吃水，声速值等误差，测深仪老化导致误差，在施测过程中，声波遇到汽泡，水中悬浮物，河底水草等杂物等，出现假水深从而影响测深精度。在换能器不垂直的情况下使用，造成倾角，带来系统误差使所测水深值偏大，由于船在转弯、流速变化不均匀的地段航行时，动力吃水也在不断变化，影响测深精度测深仪工作原理是从水面的换能器向水底发射声波，声波遇到不同介质反射，被换能器接收，所经历的时间与声速乘积的一半为点到水底的垂直距离，即该点的水深。声速值的大小与水的温度、盐度，含沙量，水压等有关。在不同的水域，不同的时间声速值相差很大。要想在不同时间不同地点或相同地点所测水深值具有可比性，必须确定一个统一的深度基准面。水深测量工作中进行同步水位观测，才能保证实测深度正确地归算到统一的深度基准面。
GPS与数字测深仪的应用：
GPS与数字测深仪的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪和数据通信链等组成。用户可以测得的数据：h：GPS天线到水面的高度。数字测深仪机内配有海洋测量软件，只要把GPS接收机接到后面的串口（COM1或COM2）就可以进行水上测量作业，测量作业分三步来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。在松花江大顶子山周边水深测量中，根据项目设计要求，需对该水域进行1∶5000水下地形图测量。先进行平面控制测量，用GPS静态方式，测定所选控制点平面位置，解算出平面坐标，再用水准测量的方法测出各个控制点的高程。遵循从整体到局部，先控制后碎部的测量原则。
1 测前的准备
（1）将GPS基准站架设在已知点上，用手簿蓝牙连接基准站，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，求三参数后设置为基准站。（2）将GPS移动站架设在船上，同样设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、采样间隔，输入三参数（3）打开测深仪中的测量软件，建立任务，将手簿里的坐标系、投影、三参数等输入测量软件中，按工程要求设置好圖定义：图幅左下角坐标、比例尺、图宽、图高。
2 外业的数据采集
（1）将GPS、数字测深仪连接好后，打开电源。打开测量软件，选择新建的任务。在工作模式下设置好记录设置（按距离或时间定位）、定位仪和测深仪接口、接收机数据格式、测深仪配置，然后点测量模式进行水深数据采集。按测区1：5000比例尺要求，测点间距为35米，即每隔35米采集一个水深定位点。
图1
图1 中粗红线为定位点模拟水深，细红线为定位点处水深。
高频图框中显示的是调整吃水60厘米后的当前水深值，测船吃水值分为静吃水和动力吃水，静吃水是旨测量船艇在静止不动时水面到换能器底部的垂直距离，动力吃水简称动吃水是指水深测量船舶在航行时，水面到换能器底部距离，由于受推进器的作用，动吃水要大于静吃水，精确计算动吃水是一个非常复杂的过程，它受船速、航向等多种因素的影响，在工作中可将动吃水取一个均值进行调整。在水深测量工作中可以用三种方法消减动吃水的影响，一是在外业工作前将静吃水加上动吃水作为测深仪吃水；二是在用测深改正软件改正水深时加上动吃水值；三是在水深上图后用内业成图软件将所有水深值统一平移。可用温度和盐度值（在江河中盐度值一般为0）的设定，配合浅区杆测水深与测深仪所测水深进行比对，来减小声速带来的影响。测量外业工作结束后，结合图1剔除汽泡，悬浮物等干扰出现的假水深，提高测量精度。用设计水位减去工作水位，推算水深改正数，最后编辑成图。这里所说的设计水位是指在航运经营和航道整治维护中，需要确定的最低通航水位和最高通航水位，分别称为设计最低通航水位和设计最高通航水位，统称为设计水位。
结束语
随着科技的不断更新和发展，测深的仪器和方法也越来越先进，多波束测深仪的出现，得到了广泛的应用。多波束测深是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。这些高端技术的应用，将使水深测量的不可见性、复杂性得到解决。