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随着枯水期航道维护尺度的提高，对中游重点浅险水道芦家河、枝江观测频率也增加，对水深测量的精度提出了新的更高要求；同时浅水道内滩槽变化剧烈，在航道测量过程中，对航道及测量边界水深数据也更加关注。如何在尽可能提高水深数据精度的前提下，更加全面地掌握测量区域的水深信息，为航道维护管理提供及时、准确的地形资料，增强航道维护工作的主动性和预见性成为了测量工作中必须要思考的问题。
水深测量现状
1、水深定位原理
目前航道测量中全部采用GPS接收机配合数字式测深仪完成平面定位和水深数据的采集。在平面定位过程中无论是采用1+1模式还是网络GPS或者是单个CORS基准站方式，都由事前设置好的基准站按固定的时间间隔向流动站发射差分改正信息，以完成平面定位修正，实现精确定位。而目前主要应用的测深仪为无锡海鹰的SDH-13D型，其脉冲频率为210KHZ，水深数据通过LED显示和模拟打印至测深纸，并可通过串口输出到笔记本电脑，通过专业的导航软件存储，以实现水深数据和平面定位数据的同步采集。
2、存在的主要问题
在现有测量模式及数据处理方法上，存在着两类突出的问题，一是相邻测量点之间的水深数据无法准确标注；二是测量成果数据边界并不完全反映现场测量轨迹，测量轨迹范围总是大于水深数据覆盖范围。究其原因主要受测量比例影响及现场点距控制所影响。目前航道维护测量基本比例尺一般为1:10000和1:5000，按照《水运工程测量规范》的要求，测量断面及点距控制按照100m进行，在实际测量过程中点距可以适当加密，按照70—80m左右进行控制。但即便是按照1：5000加密测量的方法进行实施，在枯水期航道维护测量工作中，也是不能足以全面反应航道水深信息，在测量边界上及定位点之间也是存在一定失真的，因为在浅险水道其航宽往往仅有80m（在定位点之间的水深数据只能通过内插加以判别）。
通过对实际测量的一组水深测量数据（仅含局部观测数据）的分析可以看出：总共采集了218组水深和平面定位数据，测量轨迹线长18.55km，总计历时4862s，船舶平均航行速度为3.81m/s。如果按照100m的间隔定位一个点，则需要26s左右才能采集一组平面数据，与此同时水深数据的总量则呈几何级数的增长。218组平面定位数据相对应的是53430组水深采集数据，正是由于两者之间数量上的差异，客观上造成了在数据处理和成图中，图面数据信息不能完全反应水下地形特征，容易造成在关注的浅水区域失真，有没有其它的处理方法能够解决这一问题呢？
水深数据处理的一般方法
要解决上述问题，首先分析一般水深数据处理方法：先编辑一个水位文件，按照内插进行水位改正，实现平面定位点和高成数据的对应。在离散点基础上进行数字高程模型的建立，其中水位文件格式如下：
时间 水位
080000 11.51
081500 11.45
083000 11.40
在水位文件中包含时间和水位信息，二者用空格加以区分。时间信息按照小时、分、秒格式进行输入，水位信息精确到0.01m。在水位改正过程中将通过软件自动按照时间和水位数据进行内插改正。
处理方法的改进
根据航道维护测量工作的特点，需要尽可能全面掌握测量区域的水深信息，由此需要寻找另一种方法完成水深数据的处理。首先对记录存储文件进行一个个逐一分析。同样对测量数据，在导航软件中生成有*.org、*.dep、*.ssd的三类文件。在*.dep文件中，包含有全部的水深数据，对该文件进行如下处理：
1、坐标转换
应用坐标转换软件，对其中的大地坐标转换为平面直角坐标，将数据格式定制为统一的标准格式，采用文件转换方式一次完成。
生成的数据文件格式如下：
点号 Y坐标 X坐标 PDOP
53417,,582593.213,3366928.147,3.98
53418,,582592.931,3366928.173,3.96
53419,,582592.649,3366928.199,3.99
53420,,582592.367,3366928.225,3.99
53421,,582592.085,3366928.251,3.99
文件格式符合内业成图软件的需求，同时可以针对不同的软件，在进行坐标转换时按照要求生成不同格式的成果数据文件。
2、水位改正
采用RTK实时水面高替代水尺高程的方法，一组水深数据对应一个水面高，可以有效减弱船舶起伏及纵横比降变化对测量精度的影响。按照无验潮改正的方法，其对应的原始数据如下：
点号 Y坐标 X坐标 PDOP值 高程
53417,,582593.213,3366928.147,3.98 ,32.12 ,31.93
53418,,582592.931,3366928.173,3.96 ,32.15 ,31.93
53419,,582592.649,3366928.199,3.99 ,32.17 ,31.93
53420,,582592.367,3366928.225,3.99 ,32.16 ,31.93
53421,,582592.085,3366928.251,3.99 ,32.15 ,31.93
在原数据文件基础上增加了当地航行基准面和RTK水面高信息，转换得到绝对高程数据和相对高程数据分别为：
绝对高程数据：
点号 Y坐标 X坐标 高程
53417,,582593.213,3366928.147,28.14
53418,,582592.931,3366928.173,28.19
53419,,582592.649,3366928.199,28.18
53420,,582592.367,3366928.225,28.17
53421,,582592.085,3366928.251,28.16
相对高程数据：
53417,,582593.213,3366928.147,3.79
53418,,582592.931,3366928.173,3.74
53419,,582592.649,3366928.199,3.75
53420,,582592.367,3366928.225,3.76
53421,,582592.085,3366928.251,3.77
3、数据筛选
按照原始观测数据，采用传统数据处理方法其数据量仅有218组，但采用处理其中的水深文件的方法则有53430组数据。但按照测量规范及图面美观的要求需要剔除大量的数据。这一过程中采用软件自动处理进行，一般按照两个原则进行，一是边界数据保留，其二按照水深分界线的要求予以保留，如在航道测量中，水深数据小于3.5m的数据则需要全部加以保留。
成图效果比较
按照上述处理方法完成的江口水道2010年3月测图如下：
高程点覆盖范围比较
通过对两份成果的对比分析，从高程点分布情况看，采用后一种处理方法可以不受测量控制点距的限制，根据需要可以自由选择成图用的定位和水深数据，同时可以根据需要保留特征水深信息，不存在数据失真的情况。第二从测量数据范围覆盖看，采用后一种处理方法优于传统数据处理方法，对测量区域水深信息掌握得更全面，无论是在航道以内还是在航道边线之外。
结论
通过对水深数据文件的分析，采用RTK水面高替代水尺观测水位，无论是在水深数据的总量还是在成果数据的质量上，较传统数据方法都具有明显的优越性，能够较好地提高浅险水道水深测量精度，在中游航道枯水期测量中具有较强的实用价值。同时通过对上述方法的分析，针对不同要求的测量实际，通过一定的变化，同样可以移植在相应的测量工程项目中。如对于水工建筑物的测量，在水深数据筛选的时候可以设置为水深大于临界数字的条件，将关键的区域和数值直观地标注在图上，为管理和决策提供参考，因此具有广泛的应用前景。当然由于观测数据的大量增加，一定程度上增加了内业分析和处理工作量，同时对海量数据的分析取舍上也存在同样的问题，如何通过软件和人工分析相结合，既提高测量的精度，真实反应测量实际状况，又适度降低劳动强度，需要在日后的测量实际工作中不断探索。
（作者单位：长江宜昌航道局）
水深测量现状
1、水深定位原理
目前航道测量中全部采用GPS接收机配合数字式测深仪完成平面定位和水深数据的采集。在平面定位过程中无论是采用1+1模式还是网络GPS或者是单个CORS基准站方式，都由事前设置好的基准站按固定的时间间隔向流动站发射差分改正信息，以完成平面定位修正，实现精确定位。而目前主要应用的测深仪为无锡海鹰的SDH-13D型，其脉冲频率为210KHZ，水深数据通过LED显示和模拟打印至测深纸，并可通过串口输出到笔记本电脑，通过专业的导航软件存储，以实现水深数据和平面定位数据的同步采集。
2、存在的主要问题
在现有测量模式及数据处理方法上，存在着两类突出的问题，一是相邻测量点之间的水深数据无法准确标注；二是测量成果数据边界并不完全反映现场测量轨迹，测量轨迹范围总是大于水深数据覆盖范围。究其原因主要受测量比例影响及现场点距控制所影响。目前航道维护测量基本比例尺一般为1:10000和1:5000，按照《水运工程测量规范》的要求，测量断面及点距控制按照100m进行，在实际测量过程中点距可以适当加密，按照70—80m左右进行控制。但即便是按照1：5000加密测量的方法进行实施，在枯水期航道维护测量工作中，也是不能足以全面反应航道水深信息，在测量边界上及定位点之间也是存在一定失真的，因为在浅险水道其航宽往往仅有80m（在定位点之间的水深数据只能通过内插加以判别）。
通过对实际测量的一组水深测量数据（仅含局部观测数据）的分析可以看出：总共采集了218组水深和平面定位数据，测量轨迹线长18.55km，总计历时4862s，船舶平均航行速度为3.81m/s。如果按照100m的间隔定位一个点，则需要26s左右才能采集一组平面数据，与此同时水深数据的总量则呈几何级数的增长。218组平面定位数据相对应的是53430组水深采集数据，正是由于两者之间数量上的差异，客观上造成了在数据处理和成图中，图面数据信息不能完全反应水下地形特征，容易造成在关注的浅水区域失真，有没有其它的处理方法能够解决这一问题呢？
水深数据处理的一般方法
要解决上述问题，首先分析一般水深数据处理方法：先编辑一个水位文件，按照内插进行水位改正，实现平面定位点和高成数据的对应。在离散点基础上进行数字高程模型的建立，其中水位文件格式如下：
时间 水位
080000 11.51
081500 11.45
083000 11.40
在水位文件中包含时间和水位信息，二者用空格加以区分。时间信息按照小时、分、秒格式进行输入，水位信息精确到0.01m。在水位改正过程中将通过软件自动按照时间和水位数据进行内插改正。
处理方法的改进
根据航道维护测量工作的特点，需要尽可能全面掌握测量区域的水深信息，由此需要寻找另一种方法完成水深数据的处理。首先对记录存储文件进行一个个逐一分析。同样对测量数据，在导航软件中生成有*.org、*.dep、*.ssd的三类文件。在*.dep文件中，包含有全部的水深数据，对该文件进行如下处理：
1、坐标转换
应用坐标转换软件，对其中的大地坐标转换为平面直角坐标，将数据格式定制为统一的标准格式，采用文件转换方式一次完成。
生成的数据文件格式如下：
点号 Y坐标 X坐标 PDOP
53417,,582593.213,3366928.147,3.98
53418,,582592.931,3366928.173,3.96
53419,,582592.649,3366928.199,3.99
53420,,582592.367,3366928.225,3.99
53421,,582592.085,3366928.251,3.99
文件格式符合内业成图软件的需求，同时可以针对不同的软件，在进行坐标转换时按照要求生成不同格式的成果数据文件。
2、水位改正
采用RTK实时水面高替代水尺高程的方法，一组水深数据对应一个水面高，可以有效减弱船舶起伏及纵横比降变化对测量精度的影响。按照无验潮改正的方法，其对应的原始数据如下：
点号 Y坐标 X坐标 PDOP值 高程
53417,,582593.213,3366928.147,3.98 ,32.12 ,31.93
53418,,582592.931,3366928.173,3.96 ,32.15 ,31.93
53419,,582592.649,3366928.199,3.99 ,32.17 ,31.93
53420,,582592.367,3366928.225,3.99 ,32.16 ,31.93
53421,,582592.085,3366928.251,3.99 ,32.15 ,31.93
在原数据文件基础上增加了当地航行基准面和RTK水面高信息，转换得到绝对高程数据和相对高程数据分别为：
绝对高程数据：
点号 Y坐标 X坐标 高程
53417,,582593.213,3366928.147,28.14
53418,,582592.931,3366928.173,28.19
53419,,582592.649,3366928.199,28.18
53420,,582592.367,3366928.225,28.17
53421,,582592.085,3366928.251,28.16
相对高程数据：
53417,,582593.213,3366928.147,3.79
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3、数据筛选
按照原始观测数据，采用传统数据处理方法其数据量仅有218组，但采用处理其中的水深文件的方法则有53430组数据。但按照测量规范及图面美观的要求需要剔除大量的数据。这一过程中采用软件自动处理进行，一般按照两个原则进行，一是边界数据保留，其二按照水深分界线的要求予以保留，如在航道测量中，水深数据小于3.5m的数据则需要全部加以保留。
成图效果比较
按照上述处理方法完成的江口水道2010年3月测图如下：
高程点覆盖范围比较
通过对两份成果的对比分析，从高程点分布情况看，采用后一种处理方法可以不受测量控制点距的限制，根据需要可以自由选择成图用的定位和水深数据，同时可以根据需要保留特征水深信息，不存在数据失真的情况。第二从测量数据范围覆盖看，采用后一种处理方法优于传统数据处理方法，对测量区域水深信息掌握得更全面，无论是在航道以内还是在航道边线之外。
结论
通过对水深数据文件的分析，采用RTK水面高替代水尺观测水位，无论是在水深数据的总量还是在成果数据的质量上，较传统数据方法都具有明显的优越性，能够较好地提高浅险水道水深测量精度，在中游航道枯水期测量中具有较强的实用价值。同时通过对上述方法的分析，针对不同要求的测量实际，通过一定的变化，同样可以移植在相应的测量工程项目中。如对于水工建筑物的测量，在水深数据筛选的时候可以设置为水深大于临界数字的条件，将关键的区域和数值直观地标注在图上，为管理和决策提供参考，因此具有广泛的应用前景。当然由于观测数据的大量增加，一定程度上增加了内业分析和处理工作量，同时对海量数据的分析取舍上也存在同样的问题，如何通过软件和人工分析相结合，既提高测量的精度，真实反应测量实际状况，又适度降低劳动强度，需要在日后的测量实际工作中不断探索。
（作者单位：长江宜昌航道局）