摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，我国港口行业发展十分迅速，我国基建事业发展十分迅速，沿海各个省份、城市纷纷进行各种大型港口航道项目的施工，为往来船只提供便利，使得我国水上交通愈发顺畅。但是港口航道工程偶尔会出现质量问题，为航行船只与往来人员带来了一定的不便，严重时甚至会危害他们的生命财产安全，也不利于水上交通的发展。经研究发现，港口航道工程质量问题产生的原因有很多，其中测量数据不准、错误估计水位等都是常见的问题，若是在数据测量上出现问题，会给港口航道埋下安全隐患。文章结合实际情况，研究GPS-PPK技术在港口航道测量领域的应用。
关键词：GPS-PPK技术；港口航道测量领域；应用研究
引言
港口码头测量中GPS.RTK技术,属于一种实时动态的测量技术,这种测量技术结合了全球定位系统测量技术以及数据传输技术等,是现代化新技术的一大突破。这种测量技术一般应用于港口码头的测量施工,下面主要就这种测量施工展开分析和论述。
1概述
伴随着人类文明活动向海洋的延伸,海道测量技术也不断发展、进步。从早期的罗盘、六分仪定位,水陀、测竿测深以及粗糙的丈量勾绘地形,到罗兰定位系统、声学测深仪的出现,直到现如今的高精度的卫星定位、声纳扫海、卫星遥感、多波束、激光测深技术的广泛使用和电子海图的逐渐认知,海道测量技术,特别是以港口、航道以及毗邻水域为主要测绘对象的港口航道测量技术发生了质的飞跃。一方面是,GSP技术的广泛应用、多波束技术的不断成熟带来的水深测量硬件设备精度不断提高,另一方面却是其传统测量理论与工艺却近乎一成不变,致使严重制约了我们海事测绘的快速发展。就我们常见的水深测量而言,由于潮位控制、换能器动态吃水以及涌浪等观测量自身难以准确分离和观测,在传统水深改正作业中,换能器吃水及内插水位的误差是无法避免,水深归算精度无法实现质的飞跃。
2GPS-PPK技术在港口航道测量领域的应用
2.1制桩前对水位等的测量
桩乃是港口航道中最基础也是最重要的部分，一般会在基地进行制作，再运输到指定地点进行沉放。在进行预制时，应当按照高桩港口航道的不同分类进行材料和结构、长度、粗细等的选择，并且按照沉桩顺序分类生产。制桩工作应当先于高桩港口航道工程进行，保证在施工过程中不会出现因为缺桩而导致的工程延期、停工等问题。同时应当注意，生产桩的时间不能过早，否则会增加储存费用和维护费用，而且在其堆积存放的过程中也可能出现一定的损耗和腐蚀问题，增加建造成本，还可能出现生产量过大、浪费资源的问题，以及增大积压资金导致后续工作缺乏资金等麻烦。应当在施工规划大体完成后进行制桩，确保数量和型号不会出现较大偏差，根据工程项目计划书中规定的桩数留出一定余量，防止开工后因为桩的问题影响工程进度。项目书中所需桩数量的计算与所用桩的长度、直径等，需要先对目标海域的水深、水流速度等进行测量，传统测量方式中存在较大误差，尤其是计算水深时，需要在潮起潮落受到海浪影响严重的海面上进行，原始的水深测量方法需要对声速、水位等数据进行一系列测量与计算，才能得到图载水深，在不考虑海底地形变化等因素的影响时，可以将其表示为以下公式：Ht=HO+△I+△H+△D+Tide+ξ其中，Ht为图载水深，HO为野外观测水深，△I为测深仪指标差改正值，△H为声速改正值，△D为吃水改正值，Tide为水深改正值，ξ为其他改正项。水深测量的基本结构如图1所示。这种方法存在许多弊端，例如多个因素之间相互影响、相互制约，其中一个变量发生改变时，会同时引发其他多个数据的变化，导致最终结果不准确。船舶航行时，受到海浪的作用，测量换能器的吃水深度十分困难且误差较大。而利用GPS-PPK技术进行水深测量，则可以避免这个问题，消除海浪、换能器吃水等多个因素的影响。
S=D＋SM＋V-HH代表利用GPS-PPK技术测得的大地高度，其中H代表利用GPS-PPK技术测得的大地高度，而D则是代表从船底到海底地形的实际水深，V代表GPS天线到换能器表面的高度，S代表从海图基准面到海底地形的图载水深，ED则是该点海底的大地高（大地高：某点沿参考椭球面法线到参考椭球面的距离）。
2.2GPS一RTK应用与基床抛石施工
在进行水下基床抛石和基床夯实施工过程,首先需要连接好流动站接收机,并建立相应的边线、轴线、起点、重点在操作手簿上。在进行流动站定位抛石方驳时,将两台RKT设备在抛石船舷两侧同时定位;在试夯作业中,选定位置抛石方驳后,测量出夯前水下基床的高程,完成试夯后再测取该区域内夯后水下基床的高程,夯沉量即为两组数值之差水下基床整平下道、验收基床整平线需设置铁轨以便潜水员在整平过程中作为参照高程进行水下作业测量铁轨高程要根据水深、流速、潮差变化情况而选择不同的选取方法,这里需要注意的是在外业测量中要注意天线的摆动会造成显示数字的结果延迟,所以要归纳数据的变化规律进行反复观测。
2.3布置桩基工作中的测量
（1）桩长测量。支撑桩的长度由硬土层的标高决定，而摩擦桩的长度则根据结构重量与将要施加在它身上的压力决定，桩尖标高需要尽可能地保持一致，不能出现较大差距，否则可能造成港口平面倾斜；此外，桩长不能超过打桩船能够接受的最大高度，否则就需要进行逐节接桩，并且接桩时也不能使用太多，接桩处较为脆弱，要将接桩位置设置在腐蚀较小处。由于海底地势不平，在测量硬土层高度时会遇到许多阻碍且需要多次测量，由人工进行测量工作量巨大，采用GPS－PPK技术可以节省大量人力、物力。此外，想要在不平整的海底地势条件下保持桩尖高度一致，就需要在水下进行高度测量，传统测量方式会受到海浪波动的影响，GPS-PP技术不受这些因素的影响，能直接获取数据。（2）桩基的平面与纵向布置中的距离监测。桩基纵向布置需要根据横向排架间距确定，一般采用较长的桩和较大间距跨度，降低造价。而进行平面布置时需要精确测量与计算斜桩的倾斜角度和方向，避免桩在水底互相碰撞。此外，桩基之间需要预留超过0.5m的间距，防止由于误差导致的两桩相碰。在水中确定1m以下的长度时较为困难，唯有依托新技术，才能够方便地进行间距测量，并准确获取斜桩的倾斜角度。
3展望
从陆地测试以及湖泊和海上测试的结果来看,利用GPS一PPK技术求解的GPS大地高的精度已经达到了比较高的水平,可以满足常规水深测量垂直分量的精度要求。此外,其作用距离也接近了百公里,几乎覆盖了我们港口、航道测量的作业范围。伴随着GPS的诞生,关于GPS测高技术的研究就日渐火热。19%年德国海事局(BSH)为了解决其湾浦(地形复杂的海湾)某些地区潮汐性质复杂,难以实现潮位准确内插问题,就曾经在易北河及北海地区开展过规模性的实验研究,并将海底地形高程归算到了参考椭求面,当时的试验结果就己经达到了常规水深测量对垂直分量精度的要求。
结语
随着信息化技术的快速发展,海量数据处理的速度越来越快,加之GPS自身定位精度的不断提高和大地高解算模型的不断完善,GPSPPK技术将会在海道测量领域,特别是港口、航道测量的范围内得以越来越广泛的应用。
参考文献
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［2］邹进贵，陈健，余锐，等．GPSPPK技术在船舶通航试验中的应用［J］．测绘通报，2012（s1）：76-78．
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