宿州市水利局勘测队 安徽宿州 234000
摘要：通过网络CORS系统中的移动接收机和测深仪采集数据，利用测深仪数据处理软件和南方CASS成图系统，绘制出符合设计要求的水下地形。探讨CORS结合测深仪在工作中的应用及注意事项，提出内业处理数据和绘制图形的方法，旨在给类似工程带来参考，节约成本，提高工作效率。
关键词：CORS 测深仪 水下 地形
河道的功能有防洪排涝、蓄水调水，经过若干年之后，河床会淤积，水位抬高，过水断面缩窄，影响其行洪和排涝能力，因此间隔一段时间，需对河道进行整治。前期河道勘测包括河道地形图的测绘、河道纵横断面的测绘以及河道附属建筑物（桥、涵、闸、倒虹吸等）、堤坝、滩地处的工程勘探，其中水下地形测绘占据着重要环节。
1 工作原理
1.1 CORS是由多个GPS基站组成，系统主要通过因特网和无线通信网络向系统覆盖网络服务区内用户提供基准站坐标和基准站GPS观测数据【1】。该系统有多个数据处理中心，各个参考站点与数据处理中心之间通过网络连接，数据处理中心从参考站点采集数据，利用软件进行处理，然后向用户发布不同类型的卫星导航原始数据和RTK改正数据。CORS种类分为单基站、多基站和网络CORS。网络CORS就是利用专门软件对分布在一定区域内多台基准站的实时观测数据进行误差改正建模，尽可能消除区域内流动站所采集数据的综合误差，获得实时高精度数据信息。
1.2 测深仪的工作原理是测量声波由水面至水底往返的时间间隔t，从而推算出水深（探头到水底的距离）S=v.t/2，其中v为声波在水中传播的速度【2】。测深仪利用超声波换能器（探头）发射超声波，测出发射波和反射波之间的时间差，根据声波在水中的速度，求出相应的水深，即水面至水底的深度为吃水深度和S之和。
1.3 水下地形测绘包括获取水下定位点的平面坐标和高程信息，在地面上，可以明确地采集到地物地貌的特征点，而水下属于不可见区，因此采集数据需要均匀布点或者按照某一路径打点，这样才能最大限度还原水下原有地形。利用网络CORS中的移动站接收机可以快速测量某点的坐标和高程，结合测深仪在这一时刻采集的水深数据，计算出水下定位点高程。
2 水下地形测绘
水下地形测量包括水深测量和测深点的定位，水深测量可采用回声测深仪，测深锤或测深杆等测深工具；测深点定位可采用GPS定位法、交会法、极坐标法、断面索法【3】。
传统的测量利用测深锤或者测深杆测量出水深，在同一位置需用经纬仪或者全站仪定位，在草图上记录数据。作业前先用一条绳固定在河的两岸，在绳上间隔10-20米（根据测图比例尺定）做一标记，然后在标记处测量水深、交会定点。外业结束后，进行内业的整理工作，根据测角测距计算出坐标，水深记录数据汇总校核；根据水面的高程逐个推算出定位点的高程，最后在透明纸上展绘各个测绘点，绘制出等深线以示水下地形起伏。这种作业方法外业耗时费力，内业的处理信息量大，稍不注意，容易出错，而且手工制图不易保存，精度也低，不能满足计算机辅助设计要求，这种方法已被淘汰。
近年来GPS发展迅速，它不仅能快速定位，而且能全天时、全天候作业，已在多个领域应用。CORS就是利用多个GPS基准站进行数据的观测，它的优势相对传统RTK在于不用摆设基准站，精度高，作业范围大。为求定GPS点在某一参考系中的坐标，应于该参考坐标系中原有控制点联测，联测的总点数不少以3点【4】。因此在实际工作中，CORS系统中的移动接收机需要联测当地已知点转换参数。测量前期需观测水位，用几何水准测量或者GPS高程拟合，对于高程拟合，应对联测的高程点的可靠性进行检验，剔除不合格点；对于地形平坦的小测区，采用平面拟合模型，范围稍大，采用曲面拟合模型。
水下地形测绘作业时把移动站接收机与探头连接并绑扎在离船头的1/3或者1/2处，这是为了避免船头马达引起的波浪对吃水深度的影响，保持其竖直方向垂直，然后设置测深软件，启动测量，让船沿大致垂直河流方向到达对岸，船速不宜过快，为保证船只行驶方向正确，采取调入计划线辅助，或者在河两岸设置标记。这样就完成了在一个方向线上的数据自动采集，间隔一段距离，重复以上操作，完成一定区域内水下测量。所采集的数据存储在测深仪配套的计算机中，应及时传输备份，以免丢失。
3 内业处理
把外业数据通过U盘拷贝，打开计算机中的水深资料后处理软件，运行后，点击“获取任务”，选择所测的*.NAV文件，来确定坐标系统和投影参数等。点击“水深数据”——“采集水深取样”——“文件”——“打开原始数据”，选择*.SS文件，水深线上每一个点都代表一个采集水深，当这点为大红色圆圈时，表示此水深不正确，可以用鼠标拖动来编辑圆滑这些点，把它拉到正确的水深值上，全部修改好后，在取样间隔下方选“只取定位点”，则所有取样线和定位线重合，然后点击“文件”——“生成HTT与XYZ格式”，可得到HTT为后缀的文件。接着进行水位改正，最后按照“功能”——“格式转换”，生成CASS格式文件。
启动CASS成图系统，展高程点，“绘图处理”菜单下的“展高程点”，将会弹出数据文件的对话框，打开坐标数据文件“*.DAT”，建立DTM，“等高线”菜单下“用数据文件生成DTM”；绘等高线，“等高线”菜单下的“绘等高线”，再选择“等高线”菜单下的“删三角网”，最后对等高线修剪、注记。由于实际测量中无法做到测量航线完全与计划线重合，或者由于地形状况因素造成采集数据不均匀，因此要最大限度接近真实水下地形，这里可以通过已建成的DTM，内插出相邻的高程。
4 结语
（1）在坐标系转换参数时，保证采集足够数量的已知点，转换之后，旋转角在零点几秒之内，比例缩放在0.9999-1.0003之间。并校核测区内的已知点，因GPS信号受到的因素较多，采集时观察手簿，显示固定解记录。
（2）数据采集时，选择晴朗天气，经常去除换能器上的障碍物，以免其损坏；测深仪在实际采集过程中，遇到水草或其他障碍物不能测出实际水深，这里通过内业予以剔除。
（3）网络CORS发展迅速，其定位快、精度高，可全天时全天候作业。与测深仪结合在水下地形中使用，简易、可操作性强，极大地提高工作效率。
参考文献：
[1]祁芳，刘辉.GPRS技术在CORS系统中的应用[J]，全球定位系统，2003，（9）：1-2
[2]张正禄.工程测量学[M].武汉大学出版社，2005：128-129
[3]GB50026-2007.中华人民共和国国家标准《工程测量规范》[S].中国计划出版社，2008
[4]GB/T18314-2009.中华人民共和国国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》[S].中国计划出版社，2009
[5]谢刚生，范铀，倪晓东.南方测绘成图系统（CASS7.0）参考手册[M].2008
[6]李苏红，程晓新，安风秀，毕重新.AUTOCAD计算机绘图教程[M].清华大学出版社，2006