一种大型水库测深基准场建设方法及用途技术

本发明专利技术提供了一种大型水库测深基准场建设方法及用途，基准场选址：为满足多种测深设备校准技术要求，需要布设多种形式的基准点和基准面；基准点建设；基准面建设。基于测深基准点可以进行测深误差、定位误差、水位改正误差研究，包括测深仪标称精度、测深方式、测深实际深度、动吃水影响；定位精度、GNSS数据更新率、差分方法影响等；水位推算模型等影响。基于测深基准面可以进行测深环境误差研究及GNSS三维水道测深精度研究，包括波浪效应，定位中心偏差效应、单波束测深姿态效应、测深延迟效应、船速效应、波束角效应、耦合效应、水体特性、测深采样频率及平滑方式、声线跟踪以及多波束测深系统测深点云精度分析等影响研究。深系统测深点云精度分析等影响研究。深系统测深点云精度分析等影响研究。

【技术实现步骤摘要】
一种大型水库测深基准场建设方法及用途


[0001]本专利技术属于水库测深
，尤其是涉及一种大型水库测深基准场建设方法及用途。

技术介绍

[0002]当前测深面临的问题：
[0003](1)水库蓄水后，测深环境对测深精度的影响趋于复杂。
[0004]我国内陆水体深度测量平均工作水深一般都小于50m，对于大水深测量一般多见于海洋测量。由于作业环境不同(水深、水温、流场、波浪、盐度)，精度要求各异，其观测的方式、遵循的指标不太适用于内陆水体。三峡及上游重要水库蓄水后，水深成倍增加，如长江三峡水利枢纽工程、金沙江溪洛渡水利枢纽工程蓄水运用后，坝前库段的水深与蓄水前的水深分别增加了120m、300m。同时，水体的流动性减小，上下层水体因交换不充分致水体出现水温分层现象，尤其是水库常年回水区的水体随季节变化的水温分层更为明显，溪洛渡坝前库段水体夏季表、底层水温相差了近10℃。会导致声速的变化并导致声线的折射，严重影响峡谷水库测深精度。
[0005](2)水库蓄水后，大水深条件下常规测深仪测深精度受限。
[0006]随着三峡及上游重要水库建成运用，水深较蓄水运用前大幅增加，大水深条件下常规测深仪精度受测船姿态、延时效应、波束角效应等综合影响显著，目前只有采用调减测船作业船速，三峡库区地形观测船速已经降低至4kn(2m/s)，同时为了保证成果稳定性，一个断面要连续观测2次，最后取精度较好的数据，严重限制了作业效率。同时因测船姿态影响无法完全消除、测深与定位信号时间同步难、波束角效应难以改正等一系列问题，尤其是近岸坡度的倾角多在0～30
°
间，部分库段的倾角还超过了30
°
，特殊部位的边坡甚至达到了90
°
，波束角效应被进一步放大，因此目前大水深观测精度一直维持在1％相对水深以内，难以得到突破。
[0007](3)大水深条件下高精度测深技术研究缺乏基准。
[0008]水下地形观测精度研究最大的难题是水下地形在水流的作用下，是不断变化的，无法像岸上地形观测那样能有一个稳定的真值，能够作为测深技术研究的基准。所以现行的《水道观测规范》(SL257
‑
2017)对水下测深精度的评定是采用重复观测，并对重复观测的较差进行分析统计，因缺乏高精度且稳定的水下基准点(本底地形)，因此属于相对精度的概念，难以对绝对精度进行观测与统计，进而给进一步分析影响测深精度的因素，为针对性的研究制造了障碍。

技术实现思路

[0009]为了达到上述技术效果，本专利技术的目的是这样实现的：一种大型水库测深基准场建设方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1，基准场选址：为满足多种测深设备校准技术要求，需要布设多种形式的基
准点和基准面；
[0011]步骤2，基准点建设；
[0012]步骤3，基准面建设。
[0013]所述步骤1中基准点包括平坦水泥地面基准点和悬空空腔基准点；
[0014]所述基准面包括平坦基准面、斜坡基准面和陡坡基准面。
[0015]所述步骤2中基准点建设的具体过程为：
[0016]步骤2.1，对于平坦水泥地面基准点，其建设过程为：在隔流堤下游方向转折处，并位于基准断面GL01和基准断面GL02之间选择一块正方形区域，使用五个水泥钉固定正方形区域的四个角点和中心点，并将水泥钉位置作为基准点，采用RTK方式测得基准点三维坐标，同时采用全站仪正倒镜方式测量基准点高程；
[0017]步骤2.2，对于悬空空腔基准点，其建设过程为：在建设区域的顶部，选取两个基准点分别为基准点SJD1和基准点SJD2，单个基准点所在都位置都分别通过钢支架固定安装悬空横置管状声波反射器。
[0018]所述悬空横置管状声波反射器采用直径为D的圆形无缝钢管，壁厚不低于 3mm，圆形无缝钢管的两端采用相同厚度的圆形钢板满焊密封，并进行水密封性试验。
[0019]所述钢支架采用钢管拼装焊接而成，所述钢支架的平面为正向行区域，在钢支架的四个顶角和中心点的位置固定有支撑脚，支撑脚的底端安装法兰盘，法兰盘通过膨胀螺丝固定在坑洞内部，在固定好支撑脚之后，将坑洞采用水泥填充密实；
[0020]每个基准点都制作一个不锈钢铭牌，并固定在钢支架上。
[0021]所述步骤2.2中，基准点SJD1和基准点SJD2建设完成之后，采用RTK方式精确测量钢支架标面的四个顶角和中心的平面位置，高程采用全站仪正倒镜方式施测，并采用四等水准的精度观测检核四个顶角间的高差及两个钢支架标面中心点的高差d，以检核测距三角高程观测精度，最后生成基准点SJD1和基准点 SJD2的地形点位图。
[0022]所述步骤3中基准面建设的具体过程为：
[0023]步骤3.1，对于平坦基准面，其建设过程为：平坦基准面由三个基准断面组成一个平坦基准面，采用陆上测量方式施测基准断面，获得基准断面成果，具体包括以下步骤：
[0024]步骤3.1.1，图根控制布设：所述平坦基准面共布设图根控制点六个，分别为GL01
‑
GL06，作为基准断面G01
‑
G03的断面断点，平面坐标均采用RTK方式测得，高程采用全站仪正倒镜方式施测；
[0025]步骤3.1.2，基准断面测量：基准断面G01
‑
G03采用全站仪正倒镜方式施测，点距按5m控制；
[0026]步骤3.2，对于斜坡基准面，其建设过程为：采用陆上测量方式、1:500比例尺施测斜坡基准面和基准断面，获得斜坡基准面局部地形图和基准断面成果，具体包括以下步骤：
[0027]步骤3.2.1，图根控制布设：共布设图根控制点3个，分别为SW01、SW02、 SW03，其平面坐标均采用RTK方式测得，SW01、SW02的高程通过四等水准往返测的方式自高程引据点HDQX03引测，SW03采用全站仪正倒镜方式测得；
[0028]步骤3.2.2，基准断面测量：基准断面采用全站仪正倒镜方式施测，点距按 5m控制；
[0029]步骤3.2.3，基准面测量：采用全站仪正倒镜方式按1:500施测基准面局部地形；
[0030]步骤3.3，对于陡坡基准面，其建设过程为：基准场由1处陡坡基准面和1 个基准断面组成，采用陆上测量方式、1:500比例尺施测基准面和基准断面，获得基准面地形图和基准断面成果，具体包括以下步骤：
[0031]步骤3.3.1，图根控制布设：基准面布设图根控制点3个，平面坐标用RTK 方式测得，高程采用全站仪正倒镜方式测得；
[0032]步骤3.3.2，基准面和基准断面测量：基准断面以及基准面地形点采用全站仪正倒镜方式测量三维坐标，最后获得断面的断面成果与陡坡基准面地形图。
[0033]所述大型水库测深基准场建设方法所建设的基准场的使用方法，包括以下用法：
[0034]第一，基于基准点的静态测深研究；
[0035]第二，基于基准面的动态测深研究。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基准场选址：为满足多种测深设备校准技术要求，需要布设多种形式的基准点和基准面；步骤2，基准点建设；步骤3，基准面建设。2.根据权利要求1所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述步骤1中基准点包括平坦水泥地面基准点和悬空空腔基准点；所述基准面包括平坦基准面、斜坡基准面和陡坡基准面。3.根据权利要求1所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述步骤2中基准点建设的具体过程为：步骤2.1，对于平坦水泥地面基准点，其建设过程为：在隔流堤下游方向转折处，并位于基准断面GL01和基准断面GL02之间选择一块正方形区域，使用五个水泥钉固定正方形区域的四个角点和中心点，并将水泥钉位置作为基准点，采用RTK方式测得基准点三维坐标，同时采用全站仪正倒镜方式测量基准点高程；步骤2.2，对于悬空空腔基准点，其建设过程为：在建设区域的顶部，选取两个基准点分别为基准点SJD1和基准点SJD2，单个基准点所在都位置都分别通过钢支架固定安装悬空横置管状声波反射器。4.根据权利要求3所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述悬空横置管状声波反射器采用直径为D的圆形无缝钢管，壁厚不低于3mm，圆形无缝钢管的两端采用相同厚度的圆形钢板满焊密封，并进行水密封性试验。5.根据权利要求3所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述钢支架采用钢管拼装焊接而成，所述钢支架的平面为正向行区域，在钢支架的四个顶角和中心点的位置固定有支撑脚，支撑脚的底端安装法兰盘，法兰盘通过膨胀螺丝固定在坑洞内部，在固定好支撑脚之后，将坑洞采用水泥填充密实；每个基准点都制作一个不锈钢铭牌，并固定在钢支架上。6.根据权利要求3所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述步骤2.2中，基准点SJD1和基准点SJD2建设完成之后，采用RTK方式精确测量钢支架标面的四个顶角和中心的平面位置，高程采用全站仪正倒镜方式施测，并采用四等水准的精度观测检核四个顶角间的高差及两个钢支架标面中心点的高差d，以检核测距三角高程观测精度，最后生成基准点SJD1和基准点SJD2的地形点位图。7.根据权利要求1所述一种大型水库测深基准场建设方法，其特征在于：所述步骤3中基准面建设的具体过程为：步骤3.1，对于平坦基准面，其建设过程为：平坦基准面由三个基准断面组成一个平坦基准面，采用陆上测量方式施测基准断面，获得基准断面成果，具体包括以下步骤：步骤3.1.1，图根控制布设：所述平坦基准面共布设图根控制点六个，分别为GL01
‑
GL06，作为基准断面G01
‑
G03的断面断点，平面坐标均采用RTK方式测得，高程采用全站仪正倒镜方式施测；步骤3.1.2，基准断面测量：基准断面G01
‑
G03采用全站仪正倒镜方式施测，点距按5m控制；
步骤3.2，对于斜坡基准面，其建设过程为：采用陆上测量方式、1:500比例尺施测斜坡基准面和基准断面，获得斜坡基准面局部地形图和基准断面成果，具体包括以下步骤：步骤3.2.1，图根控制布设：共布设图根控制点3个，分别为SW01、SW02、SW03，其平面坐标均采用RTK方式测得，SW01、SW02的高程通过四等水准往返测的方式自高程引据点HDQX03引测，SW03采用全站仪正倒镜方式测得；步骤3.2.2，基准断面测量：基准断面采用全站仪正倒镜方式施测，点距按5m控制；步骤3.2.3，基准面测量：采用全站仪正倒镜方式按1:500施测基准面局部地形；步骤3.3，对于陡坡基准面，其建设过程为：基准场由1处陡坡基准面和1个基准断面组成，采用陆上测量方式、1:500比例尺施测基准面和基准断面，获得基准面地形图和基准断面成果，具体包括以下步骤：步骤3.3.1，图根控制布设：基准面布设图根控制点3个，平面坐标用RTK方式测得，高程采用全站仪正倒镜方式测得；步骤3.3.2，基准面和基准断面测量：基准断面以及基准面地形点采用全站仪正倒镜方式测量三维坐标，最后获得断面的断面成果与陡坡基准面地形图。8.权利要求1
‑
7任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任实，王海，闫金波，聂金华，王冕，刘世振，全小龙，陶冶，吕超楠，
申请(专利权)人：长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局，
类型：发明
国别省市：