探讨水深测量误差及改正对策

曾展宏

摘要：进入21世纪，随着海洋经济的快速发展，海洋工程建设项目日益增多。工程建设首先要对海底地形进行调查，特别是在工程设计，施工和疏浚工程中，并提供详细准确的水深和地形信息。数量结算的依据，因此要求高精度的水深测量，误差过大，会造成施工工作量不对，且工程结算投资有较大偏差。本文从深度测量误差和提高测量精度两个方面讨论了水深测量误差的分析和校正问题。

关键词：水深测量;误差;改正

1.现代水深测量的特点

除了与现代土地地形测量的高精度，自动化和高效率相同的功能外，现代海洋深度测量还具有以下特点：1全天候连续测量操作;2复杂的错误来源;3可衡量的变化环境;4海底地形隐形，实际情况难以掌握，测量属性属于水下声波探测;5测量观测，集定位，导航，探测和潮汐观测四种测量方法于一体，需要强大的数据采集，存储，查询，分析，处理和管理功能。

2.影响测量精度的因素

2.1潮流因素

在深度测量中，当测量的深度值被修正到指定的深度参考平面时，以不同的时间间隔测量同一测量线，没有不正确的操作来检查深度记录，但是水深度是有系统地不同的。一般来说，这种错误是由潮汐因素引起的。

水位观测是为了确保测量的水深被校正到指定的深度基准面。通过永久潮汐站或临时潮汐站进行水位观测。一般情况下，海上近岸工程大型水深测量已证实了该地区的潮汐性质。但是，如果深度测量工作区不在潮位计站的有效服务区内，则不能保证同时在工作区和潮位计站测得的水位波动为基本相同并且达到所需的深度测量要求。准确性。因此，“海洋工程海洋调查规范”规定，潮汐站的密度应能控制整个调查区域的潮汐变化。相邻潮汐站之间的距离应满足0.4m以下的最大潮差差值，最大潮差时差不超过1h，且潮汐性质应基本相同。在传统的深度测量过程中，这一规定是实施潮汐检验应该满足的基本条件。然而，在沿海港口发生的假潮屡屡发生，这将使得难以纠正水深调查中的水位并使交叉口处的水深超出限制。在调查工作中，潮起潮落，当地潮位发生变化。这种海洋现象很容易影响探测工作。例如，在1987年神木煤炭出港深水港选址过程中，神木煤炭出港深水港由于测量时间不同而存在0.5m以上的差异，导致测量工作再次重新进行。为了避免这种海洋现象对水位测量的修正造成影响，水位计应安装在调查区域内，并且调查区域外的潮汐监测站应同时进行潮汐检查，或基于工作区的条件，在工作区附近的岸边有临时潮汐站应符合条件许可。

2.2水况因素

波浪的大小影响深度测量数据的准确性。由测深仪模拟记录纸记录的探测深度会导致水深测量的准确度随着波的波动而减小，并且数字测深仪不能显示准确的水深。特别是膨胀波的影响会使被测地形更加扭曲。在一般情况下，海况条件较差时获得的水深测量数据，必须手动和平滑地解释内部产业，以减少波浪对水深测量数据准确性的影响。当手动平滑后的数据被解释时，由于人员解释标准的差异导致0.1m至0.2m的解释误差是正常的，并且由于重叠的深度而重复地重复判断数据。

2.3天气因素

运输过程中的船舶受风向和风速的影响，其姿态随时都在变化。在深度测量中，船舶按照预先设计的测量线进行航行。当垂直风线吹起时，容器的风面很容易造成不同程度的横向倾斜。由于船舶的不同倾斜度，安装在船侧的探测器换能器会改变换能器吃水的深度，从而导致水深测量数据的差异。这种水深测量数据的差异具有规律性，通常会导致图表中的水深随着测量线的方向而改变。船舶的测量数据很深，返回的数据很浅，反之亦然。

2.4仪器测量误差

测深仪的性能和深度测深仪等设备造成的误差造成的误差。测深仪性能造成的误差;主要是指测深仪在使用过程中，或在连续使用过程中，由于元件老化，电池电压降低和换档等原因，造成声速，速度变化，从而影响精度深度。另外，因为具有不同程度的陈旧度和深度的不同类型的深度测深仪和测深仪在接收来自回响声波（例如在测深舟导航期间遇到气泡，悬浮泥土或碎片）的声波方面具有不同的灵敏度。在水和草等媒介的情况下，会产生假水深，影响水深的准确性和真实性。安装测深仪等设备造成的误差，主要是指测深仪传感器安装的水深（吃水深度）和导航过程中探测船产生的积水造成的误差。

3.提高测量精度的方法

3.1深度测深仪校准

应定期检查回声测深仪，并使用带有模拟记录的测深仪。发声时，水深大于16m时，应根据电池电压的变化及时调整零线，吃水线和校准线（或声速）。还应该检查发声器的转换错误。在绘图之前，应将计算机采集的深度数据与模拟记录纸对比以消除假水深，并应添加相关更正。

3.2消除由深度探测器等设备造成的错误

（1）安装换能器时，计划登船的所有参与者应该被允许登船。在保持船体平衡后，应固定传感器，并调整传感器的吃水以确保能量交换，设备的草稿完全一样。

（2）传感器应安装在船首长度的1/3至1/2处以减少动态吃水的影响。有动吃水时，超过0.05m时，应进行吃水的测量和校正。情况如图1所示。图中，H为正常水深，h1为换能器入水深度（吃水深度），h2为换能器到海底的深度，Δh为动态吃水深度。由于传感器吃水深度h1已经在深度测深仪中进行了调整，因此测量值为（h1 + h2），即瞬时法向深度H.当传感器安装在测深开始和结束时的平衡线前方由于船尾动力的作用，平衡线的前端向上抬起，导致浮动的水深Δh，这使得水深更深。

3.3选择合适的海况

測量野外水域的水深，风，海浪和潮汐是影响测量精度的直接因素。根据水运工程检验规程的规定，沿海地区的海浪高度超过0.6米，当河流波浪高度超过0.4米时，应停止作业。因此，我们应该尽最大努力来衡量海水平静时的水深，并保持测量船稳定稳定的速度。

3.4声音速度校准

（1）检查板检查

测试板用于消除由声速，水温和盐度等因素引起的综合误差。在运行过程中，选择探测速度来表示整个测量区域和控制测量区域以固定声速（例如标准声速（1 500 m / s））的深度。当潮汐平坦时或水流相对较慢时，深度由某一深度处的水面确定，例如每1米，并计算差值（校正数）。然后根据相应的探测深度自动测量水深。为了消除由声速，水温和盐度的综合影响引起的误差，对片段和差异（校正）进行了全面校正。

（2）验证声速表

声速计的精确度很高。声速探头从水面上不断下降到海底。测量不同深度的海水深度。平均值用于准确设置发声器声速以消除声速设置错误。

3.5使用姿态传感器

在海洋测量设备中，姿态传感器又称浪涌过滤器，用于测量船体或拖水体的动态变化。它可以消除或减少浪涌和其他错误的影响。当使用浪涌时，测深仪回波信号反映了海底的真实外观，20米水深的海域可以准确区分水深变化0.1米。

3.6处理业内的修改

当测量操作完成时，自动获取的深度值应与模拟记录进行比较和校正，以消除和纠正波浪造成的误差。对于高精度深度测量，量化舍入误差不能量化到分米（0.1m），而是以厘米（0.01m）量化。

4.结束语

随着科技进步的发展，水深测量技术不断完善。目前，常规深度测量存在很多影响因素和环节，改进的准确性有限，且与土地测量的精度相比存在很大的距离。因此，研究水深测量技术方法，减少和纠正测量误差，提高水深测量的精度和效率是一项有益研究的持续工作。在实践中不断总结经验，继续标准化作业，引进和配置高精度深度测深仪和配套设备，进一步提高水深测量精度和测量工作效率。

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