高清苹1 王栋2
1黄河水文勘察测绘局 河南省郑州市450045
2郑州黄河河务局惠金黄河河务局 河南省郑州市 450045
摘要：传统的人工测量方法由于其局限性、成本高、操作效率低，随着测绘技术的发展，难以开展。通过投入无人测绘船进行水域测量，实时测量海底高度，测量精度可达到厘米级，可大大提高操作效率，降低操作周期和成本。本文首先分析了无人测量船的工作原理，进一步讨论了无人船水下地形测量的操作过程和方法。
关键词：测绘测量；无人船；水下测量；
一、无人测量船概述
无人测量船适用于中小型城市超便携式无人驾驶船对河流、内河和湖泊进行水深水流测绘，以无人驾驶船为载体，其主要对象为水库和河道、湖泊、港口、海岸等水域，采用高精度全球导航卫星系统平面定位系统，通过自选的光学和电磁高度进行各种声学、光学和电磁高度的定位，依靠对岸基控制子系统和无人驾驶船舶子系统的遥控，组成一个遥控无人驾驶船舶，其中，组成测量船子系统的主要系统有：船载控制系统、电力系统、陀螺仪、多波束（单波束）测深仪、GPS系统、ADCP系统，岸基控制子系统等等，测量船子系统主要通过无线传输进行实时连接，显示遥测船体发送的数据，对数据进行接收、分析和处理，通过手动布线测量，或控制测量船行走，实现船舶自航返回，通过对数据进行最终处理，完成地图绘制。
二、无人船测量功能及原理
2.1无人船功能分析
导航功能主要是指具有导航功能并通过芯片规划实现 GPS 航线的无人驾驶船，通过事先设定的航线形式，实现自导航的目的。耐久性功能是指无人驾驶飞船在储存能量足够的情况下，不需要在任何时候补充能量，可以在水下测量迁移。逃逸功能主要是指无人驾驶船通过摄像机、摄像头和传感器测量驾驶前的情况，一旦前方出现障碍物、障碍物，无人驾驶船将重新规划路线并继续驾驶。通信功能主要是指相关操作通道可以与无人舰船进行通信，获取无人舰船测量的相关数据，这为测量提供了可能性。
2.2 测量原理
无人舰艇的水下测量通常是通过 GPS 或声纳来实现的，其测量原理主要是声传播原理。无人驾驶船舶首先发射声波，然后无人驾驶船舶收集传输声波，再根据发射恢复时间间隔和声波在水下的传播速度，科学地计算测点的具体位置，通过多次测量，可以计算出水下地形的具体情况。但这种水下测量方式容易受到水下波浪的影响，导致测量结果不理想，使测量精度下降。
三、在水下地形测量中无人船的应用
3.1水下地形测量
选择准确掌握各项测量工作的测量人员，在准备开展河道水下地形测量工作时，应当提前仔细检查设备是否完好，检查无误后启动水下地形测量软件，设定合理的坐标系数，通过设定合理的坐标系数，避免无人驾驶船在测量过程中，出现重复测量的问题。连接GPS系统设备后，启动动态巡航模式，无人驾驶船根据导航系统进入指定水域，开始进行测深和定位测点等测量工作。无人驾驶船在指定水域进行水下地形测量时，因为应用了机械智能控制系统，因此，无人测量船不仅可以按照测量人员提前设定的路线进行测量，也可以根据情况自动改变路线，进行水下地形测量工作，在进行测量工作时，要注意环境天气情况，在风力低于6级时，可以进行水下地形测量工作。结合GPS导航软件，测量人员可以结合湖面或河段的具体情况，对水域的水下地形剖面图进行面积测量，测量人员在应用无人测量船时，要科学设置断面方案，同时，在进行测量工作时，无人测量船一定要保持匀速航行，航行方向保持直线航行。
如果河道测量线路需要改变，测量人员应控制转向速度，根据转向和转速变化的具体情况，合理定位，每分钟通航，方向变化不应超过5°，摆幅不应过大。在测量过程中，要及时关注水面的风浪情况，如果测量人员发现探测器记录的回波波形起伏较大，或者是风浪高度大于0.6m，一定要及时暂停测量工作。
3.2数据处理和地形绘制
测量人员对现场测量数据进行编辑校正后，应依靠专业测量软件，在合理计算的基础上对水位进行校正，以数据为切入点，对测绘数据进行分类整理，对校外河道形态数据清理前后的水下土地进行整理校核。随后，调查员巧妙地利用了 CASS.9.1软件在无人值守测量船情报数据的作用下，根据河流水域地形图的绘制要求和绘制方法，科学地绘制该区域河流水下地形图，控制等压线间距。
3.3布置检查线和检查精准度
在使用无人测量船进行测量工作时，测量人员要严格遵守航道工程测量规范的相关要求，对河道建筑物位置的检查线进行严格控制，确保主测深线与检查线垂直，同时，确保高程差低于0.2m。对水下地形测量时，要对多方面进行仔细检查，确保测量结果的精度误差在合格范围之内，准确的测量结果对项目后期的开发能够提供有力的保障。
四、无人船测量推广策略
4.1 加强宣传
由此可见，无人驾驶船舶水下测量具有重要意义，有关部门需要加强宣传，提高公众意识，提高无人驾驶船舶的利用率，开展水下测量和提供保护。有关部门要注重宣传的广度和深度，使无人驾驶船舶水下测量应用真正发挥应有的作用。首先，有关部门重视无人驾驶船舶传动幅度的测量。有关部门的宣传应重视各地区的宣传，提高各地验船人员对无人驾驶船舶的认识，为下一步无人驾驶船舶的应用提供了前提条件。第二，有必要注意宣传的深度。有关部门要重视深度宣传，真正深化人们对无人驾驶船舶应用的认识，增强人们的意识，促进应用贡献力量。
4.2 人才培养
除了注意加强宣传外，有关部门还应注意人员培训，人船测绘的应用提供了人力支持。首先，高校应注意相关课程的完成。高校应完善无人舰船测绘课程，加深学生对无人舰船的认识，从年轻一代开始，培养技术学会需要的无人舰船水下测量人才，为无人舰船的继承和应用提供有力支持。其次，相关部门重视技能培训。相关部门需要培养自己的测量师，提高无人驾驶测绘船测量人员的专业技能量，推动无人驾驶船舶的应用，贡献必要的力量。再次，参与水下无人驾驶船舶测量需要及时总结自己。有关部门除了要注意加强宣传外，还应注意人员培训人船测绘的应用提供了人力支持。首先，高校应注意相关课程的完成。高校应完善无人舰船测绘课程，加深学生对无人舰船的认识，从年轻一代开始，培养技术学会需要的无人舰船水下测量人才，为无人舰船的继承和应用提供有力支持。其次，相关部门重视技能培训。相关部门需要培养自己的测量师，提高无人驾驶测绘船测量人员的专业技能量，推动无人驾驶船舶的应用，贡献必要的力量。再次，参与水下无人驾驶船舶测量需要及时总结自己。及时总结自身测量的不足，提高自身的测量能力，为提高测量精度打下良好的基础。
参考文献
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