广东省东江航道事务中心东江航标与测绘所 广东惠州 516000
摘要：航道测量和维护，是水下实施地形测量重要节点，凭借无人船，可实现高精度化测量，对后续维护管理也有着积极影响。鉴于此，本文主要围绕着航道测量和维护当中无人船应用及展望开展深入研究，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题实践研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：无人船；航道测量；维护；应用；
前言：
工程特殊测量当中，测量水下地形属于关键内容，测量水下地形以对于湖泊江河等水底点的平面位置及高程方面测量为主，对测量技术方面要求极高。无人船这种测量手段优势，现阶段被逐渐发现，并应用至航道测量和各项维护工作当中。对此为更好地发挥无人船的测量技术优势，将其更好合理地运用至航道测量和维护当中。因而，综合分析航道测量和维护当中无人船应用及展望，有着一定的现实意义和价值。
1、无人船专业测量系统简述
实施水上测绘期间，人员涉水风险对测量进度会产生影响，然而，引入无人船这种水下专业测量系统后，上述问题便得以有效处理，且扩大了水上测量实际作业范围，实现无人驾驶自动化水上测绘操作。那么，在具体实现过程中，不仅需配备相应航行装置，无人船需配备智能化避障装置、自主导航装置、实时化通信装置，需实现数据信息自动化采集，还需维持持久平稳的航行状态。经整合系统各项功能，水上便可实现自动测绘。无人船属于水上高级移动测量装置，具备着遥控技术、数字测探、高精度式姿态定位、无线通信科学技术等，整个系统内含若干子系统，如船体、采集数据、通信、控制等这些子系统[1]。
无人船专业测量系统，其自身所具备自动测量、返航及远程监控各项系统功能，均是要依赖于传感装置及其余各种装置才可实现，如GNSS接收装置、数据传输装置、高清的摄像头、单波速的探测仪器等等。无人船专业测量系统运行流程极具复杂性，有着循序渐进特点，需逐步实现，详细步骤如下：一是，将基站位置妥善确定下来，通常设于岸上，建立项目需以导航软件为辅助，校正处理已知点，导航系统软件实施最后参数输入；二是，构建起局域网，无人船实施远程操控及实时化信息传递，而后，才可实现数据分析、分类处理及具体运用。构建起局域网，需依靠着探测仪、无人式测量船、GNSS接收装置、控制系统来实现；三是，结合船体返回信息，操作员实施数据分析和处理，将测区确定下来后，实施测线布设，判断是否需要介入至船艇控制当中。
2、实例分析
以某地区水库作为此次测验点，此水库总体面积相对较大，长时间未经正常维护及管理，以至于边上长有茂密水草，比较大型的船只无法进入到其中。综合各方面因素，经相关技术员们的交流与商议，最终决定选用无人船新型水下专业测量测量，这种无人自动化驾驶、便捷化运输、轻重量的无人船比较适宜水域下面水下地形的勘测作业[2]。
2.1 在测探层面
经综合性的考察测量，方可确定最适宜装置运输路线及下水点，对项目后续各项活动的有效实施有着关键影响。此次勘测实践中，所选用GPS定位、无人船装置均十分专业。确定具体航线，均需在开始测量前期，将该库区范围影像图巧妙引入至探测仪器系统软件内，遵守均匀分布及贴合需求各项原则，测区内设航线12条。在当日优良天气状况下，水面处于平静状态，有着极高能见度。岸上较为开阔位置上设GPS基准站专业系统，连接着无人船通信装置及移动站，技术员应对连接成功与否实施有效测试分析。在联通了无人船和基端之后，岸基端需借助计算机操控着无人船只继续航行，同步采集相关数据信息。自动航测贯穿实测全过程当中，无需人工操作。由于此水库地形极具复杂性，水草有较为广泛覆盖面积。
故整个水库内并未布满航线，航线未穿过位置，仍需手动来实施控制测量。总测量时常是1.5h，可获取库区水底部3000余个特征点[3]。
2.2 在数据处理层面
完成了外业勘测方面工作后，就需分析处理所采集到数据信息。因无人船只运行期间难免遇到障碍物，比如岩石、水草等等，以至于测量仪器所采集到数据信息精准度难以得到保证，故数据采集完毕后，需及时对缺乏精准度数据实施修正处理。修正数据，在一定程度上，它属于一项关键性工作内容，测深的模拟信号属于测深数据重要参考，作用较为突出。测深的模拟信号和水深数据经叠加后，对水深数据精准性与否实施有效确定，及时修正所有失真数据。而后，实施水深数据合理筛选操作，主要因水深数据初期采样为较短间隔、且数据有着较大密度，大部分数据对于后续分析皆无价值。对于无人船只外业测深信息数据实施深入分析和处理之后，需结合库区内水深高度，选定不同颜色予以渲染填充，该库区最终呈现出水下地形，明显的是2m-4m范围深度属于库区多数区域水的深度，最浅的则是西南侧水域，徘徊于2m，东北侧深度在4m以上。水库地形总体走势为东北侧低、西南侧高。
3、展望航道维护层面无人船应用
无人式测量船自身所具备缺陷现阶段是日益明显化，如无法有效减少假水深、自动驾驶系统功能缺乏完善性、缺乏较强抗流水方面能力、较多假水深方面问题等等，对较大流速水域当中有限制作用存在，难以实现全过程化的勘测及数据后续处理工作量有效减少等。但相信在不久将来，必当有更多现代化科学技术持续引入至测绘领域当中，无人式测量船只会日趋完善化，持续扩大使用程度及应用领域。若航标有洪水冲刷所致流失、挂损过往车辆、脱锚移位等这些问题现象，行使处理权利通常要在遥测遥控专业系统报警之后，维护技术员需要跟着船舶亲临现场实施妥善处理，处于航道维护系统模式之下，集中表现出较长时间、短时间难以有效处理、作业环境无法保证、所需匹配技术员较多等；同时，违法采沙石及违建等各种破坏航道事件时有发生，增加管理部门实施调查取证的难度系数。如10年以前巫山地区龚家坊处河段的山体塌方，促使长江内进入了20000 m3以上泥沙，几座航标被冲毁，缩小了航道宽度，禁航在5 h以上，若山体滑坡的状况不明，便安排技术员亲临现场实施时现场测量及航道维护，则无法保障其运行安全。伴随无人船及机器人持续进步发展，航道在维护领域上变革可谓是巨大。持续依然智能装置，则维护河段航道无需大量人员匹配，只需若干掌握相关技术的操作人员，。便可持续完成相应维护工作。把类型不同测量用装置放置放无人式测量船上面，航道多项的测量作业即可实现，工作效率将得到有效提升。无人船的自助化巡航方层面，其有着极大可能性，可只要无人船上面安置视频监控装置及测量传感装置，则航标现状可被快速确定，下来，最短时间完成违法破坏区域内航道活动的取证工作。以上无人船具体应用属事后工作。但对今后来说，若无人船可实现机器人处手臂加载处理，则恢实施航标复位移及航道杂草的操作；保养航标，可借助无人船顺利完成，以为着航道测量和维护当中无人船应用有效提升奠定基础。
4、结语
从总体上来说，日益迅猛华发展科技，可谓是给予道测量与维护工作带来风更多孝意，持续变革的科学技术，也预示着无人船只科学技术将越走越远，向着自动化、智能化等方向靠近着，而技术的不断革新，将自身优势作用发生于将在航道维护和各种水域的测量当中。
参考文献：
[1]何志勇，周良建，李恒，等.无人船测量在川江航道水下地形测量中的应用探讨[J].中国科技投资，2018，22（003）：208-209.
[2]付明亮.无人船在水下地形测量中的应用与探讨[J].城市地理，2017，10（020）：599-600.
[3]李崇业.无人船在水下测量中的应用和分析[J].建筑工程技术与设计，2017，32（034）：1496-1498.