浅析水深测量的精度误差分析

水文流量测验水深测量误差分析摘要:在水资源管理与治理工作中，需要应用有效的方法、技术以及设备来对相关水域的各项参数，状态进行深入的了解，并结合有关数据，来进行下一步的治理与管理工作。

所以，在水资源管理与治理过程中，需要结合水文流量测验数据来掌握水域的详细情况，但是在水文流量测验过程中，会由于技术运用，设备原因，以及操作人员的专业性等而导致在进行水文流量测验时产生水深测量误差。

误差的产生显然不利于水资源的高效管理与治理，因此，必须深入研究并分析水文流量测验过程中导致水深测量误差产生的原因，并结合具体的原因进行针对性的解决，以更为有效的方法与技术来确保水文流量测验的精准性。

关键词：水文测量测验；水深测量误差；原因分析；解决对策前言：水资源的充分利用，有效管理，关系到社会的可持续发展，以及人民群众高质量生产生活目标的实现。

我国地域广袤，水资源的分布十分不均，并且从本质上来说，我国是水资源较为缺乏的国家。

近年来，在绿色发展观的指引下，构建绿色和谐社会，还群众绿水蓝天的发展理念尤为突出，要实现生态社会的建设，就需要做好水资源的管理与治理工作。

而水资源管理的前提是详细且精准的水文资料、数据支持。

从当前水文测量测验工作的现状来看，在水深测量等实施过程中还会存在一定的误差现象，从而制约了水资源管理质量的提升。

本文就水文测量测验水深测量误差的原因进行分析，并结合原因提出相应的解决对策供参考。

1水文流量测验水深测量误差原因分析1.1测验方法以及系统导致的误差水文流量测验是一个技术与经验兼具的系统性工作，在水文流量测验，以及水哉数据获取的过程中，往往会由于诸多因素的影响而产生误差。

水深测量误差产生的原因是多方面的，这其中，首先会受到测验方法，比如，在水文流量测验过程中，往往会结合水域特征，当时的环境特征，来选择相应的测验方法以及测验设备，而不同的测验方法与设备在测验过程中，以及数据获取时，都有可能存在一定的差异性。

比如，当所选择的方法与设备与实际情况或是水环境不匹配时，就有可能产生水深测量误差。

浅析水文测量工作出现误差的原因及解决措施李娜摘要：随着国家对水利建设事业的高度重视，水文测量工作在整个河道管理工作中受到足够的重视，测量工作水平将会对水文监控以及河道管理工作产生直接的影响。

受到测量工作对象以及测量环境变化的影响，在新近开展的水文测量工作中出现了很多问题。

文章对水文测量工作出现的误差原因做出了分析，并对其提出了相应的解决措施。

关键词：水文测量；误差；原因；解决措施前言：水文测量主要是对水文现象进行测量，在测量过程中出现误差就会对数据精度产生影响，这就会影响后期的数据应用过程。

因此，就需要尽量减少测量的误差，增强数据的可靠性，为水文工作的预测和监控提供现实依据。

1 水文测量工作出现误差的原因水文测量过程中，受到各种因素影响，会导致测量所得数据存在较大误差，从而导致测量工作的质量下降。

造成测量工作出现误差的原因有以下几种：1.1 测量设备水文测量的仪器或或多或少都存在误差，无法达到完全精准的目的，这就给水文测量造成了负面影响。

例如，测量人员测量水文时离不开水准仪和水准尺，使用水准仪时，即便是水准仪在使用前认真矫正了，依然无法避免会有误差出现；使用水准尺时，因为其刻画状况和弯曲的标准性较差，会导致误差的出现，对测量的准确性造成不良的影响。

所以测量人员应对其进行着手改进，或调整测量方法，从而减小误差，保证测量的准确性。

2 环境影响水文测量工作一般都是在室外进行，在开展这项工作时经常会受到日照、气温、空气状况等都会对测量工作产生影响，加之外力会使测量地区的水面发生波动，这就使水文测量工作的不确定性变大。

例如，测量人员进行测量时，外界温度随时都在变化，外界温度发生了变化，大气就会致水面折光发生变化，测量人员测量时，当阳光映射至相应的水准管时，它的内部液体和管质本身的温度会升高，这时，气泡会向温度比较高的区域不规则扩散。

所以，为了减小温度对测量工作的不利影响，测量人员在白天测量时可以考虑遮阳的办法。

高精度水深测量的误差影响因素及控制措施摘要：水深测量是水下地形测量的重要组成部分，目前主要采用单波束测深系统、多波束测深系统和机载激光全覆盖测深技术。

单波束一次测量只能获取一个测深点，适用于中小比例尺或小区域大比例尺水下地形测量；多波束一次测量可在航行正交扇面内获得几百个测点，实现了对海底全覆盖扫测。

关键词：高精度；水深测量；影响因素；控制措施；引言水下地形测量相对于陆地测量方法,测量难度更大,其工作主要是对海底点、水库、港湾、江河、湖泊等水底进行高程和平面位置的施测,最后绘制水下地形图。

对于拦江合拢后形成的大型人工河谷水库,进行水下障碍物的测量时,选用条带式扫测系统多波束与侧扫声呐是较为有效且常用的探测方式。

1影响水深测量精度的因素1)水深测量误差。

通过测深原理可知，在水深测量作业中，对测深数据有影响的是声速和船只吃水。

测量船只通过螺旋桨转动推进，过程中势必会造成吃水变化，动吃水是系统误差和随机误差的组合。

2)测深延时效应是定位时刻与测深时刻不一致所引起的误差，后果是造成水深等深线呈锯齿状走势。

在水深测量作业中需要确定深度基准面，水位观测的精度直接影响深度基准面的确定，必须进行水位改正将水深测量的实际值转换为相对于理论深度基准面数据。

3)波浪效应对水深测量的影响。

波浪效应指测量船只受风、浪影响，引起固定在船上的换能器及全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)接收天线随船一起横纵摇动、上下浮动，不能使换能器法线始终垂直水面，进而影响水深测量点的平面位置和深度测量精确度。

4）换能器的姿态变化。

船舶横向摇摆引起换能器的姿态变化，使发射波束相对船只向左或向右倾斜，与垂直方向偏离产生误差。

2高精度水深测量2.1多波束扫测系统多波束探测系统因其高精度、方便快捷等优点在水下测深中得到广泛应用。

多波束探测系统设备结构单元包含测深设备、定位设备、罗经及运动传感器、声速剖面仪和辅助设备5个单元。

浅析水深测量的精度误差分析浅析水深测量的精度误差分析摘要：随着GPS技术的迅速发展，水下测量技术取得了很大的进步，GPS技术在水下地形测量中具有实时、快捷、方便和精确的特点。

结合GPS应用于水下地形测量,对影响水深测量精度的各种误差进行定量分析，并针对性地提出消除或减弱这些误差的方法，最后对水深测量的精度作简单研究。

关键词：水下测量；精度；误差；分析中图分类号： P124 文献标识码： A引言GPS全球卫星定位系统在测量中的应用,已成为当今测绘行业的一个热点。

它突破了常规测量仪器手工的局限性, 数据全自动化采集，其精度船泊动态测量可达到厘米级。

但在实际作业中，在实际使用中，由于海洋环境复杂多变，水下GPS 定位精度不可避免的受到来自各方面的影响，影响其水深测量的误差是多方面的。

分析各环节中可能产生的误差，在实际运用时采用适当手段和措施尽量削弱或消除这些误差，对提高水深测量精度有重要意义。

1.GPS 水下地形测量原理1.1系统的组成水下地形测量系统由岸台系统、船台系统与数字化成图系统三部分组成。

其中岸台系统由GPS岸台接收机、数据发射电台、电瓶及数据发射天线组成;船台系统包括GPS船台接收机、数据接收电台、数字化测深系统、测量导航软件及电脑等设施;数字化成图系统主要为一些软件和打印设备,将采集的水下地形数据处理后,自动绘制出水下地形图并打印出图。

1.2工作原理将一台GPS接收机安置在地面已知点上作为基准台,其它GPS接收机分别安放在需要确定位置的运动载体上作为流动台,基准台和流动台的GPS接受机同步跟踪视场中所有的可见卫星。

根据基准台的已知坐标即可求出定位结果的改正值(有坐标改正和距离改正),通过基准台和流动台之间的数据差分电台把改正数据实时的传送给流动台, 流动台根据实时接收到改正数据对定位结果进行改正,提高定位精度,从而得到精确的平面位置; 利用回声仪测量水深以得到水下地形高程。

原理如图1所示。

浅析水文测量误差的成因及对策摘要：在进行水文信息的测量时，受到许多原因的干扰，如仪器的使用不当，人员的技术不高，测量方法不准确等，也可能导致结果的错误，从而造成错误。

该文对在水文观测中，由于仪器、环境、人力、环境因素和测量方法存在偏差的问题进行了研究，并指出了采取做好基础、注意环境、提升人员能力、以及采取正确手段等多个层面的预防措施，能够有效的防止上述现象，进而提升水文观测的准确性。

关键词：水文测量；误差原因；对策分析水文测量是进行所有水利活动的基础和前提，如果水文测量出现错误，将会对实际的河道管理、水文现象造成不利的影响，只有在急需的测量数据时，水文测量数据才能得到最好地利用。

误差的产生有其必然性、普遍性和必要性，应该对其加以认识，并采取有效的措施加以防范，尽可能地使其降低到最小，从而达到对数据的精确测量。

一、水文测量误差的成因分析（一）根据水流速与实测流速的误差经过研究，我们发现在用普通的流速测量仪器去测量水流速度时，会产生一定的误差，主要表现为如下几个方面：首先，在测定过程中，流量测试仪在测定水层中的流速时，因变数过多，难以控制，将会对测定结果造成影响。

如果不能保证两条垂线完全一致，并且在没有足够的时间的情况下，流速的变化将会直接影响到流速的测试结果。

而且，大部分情况下，测速垂线的数目都不多，而且会设定相应的最低点，这就导致了平均值的计算出现了偏差[[1]]。

第三，在测量流速的时候，可能会有水回流，也可能会有水流不稳定，导致流速不稳定，从而影响测试结果的准确度。

（二）基于环境作用产生的误差在进行有关水文测量工作时，户外测量条件对测量精度的影响较大。

具体有如下几点。

①当水文测量的水面面积波动较大时，在温度、日照等照射因素的共同作用下，会对实际测量结果造成一定的影响，研究成果不够精确，不能直接应用于实际，造成生产过程中与水文有关的因子分析不够有效。

②由于环境因素的作用，会引起水准管内液体的温度升高[[2]]，进而影响到水文测量的实际效果，水文测量作业中发生问题的次数增多。

水深测量误差分析与改正方法探析1影响测量精度的因素1.1潮汐因素在水深测量中，当所测的水深值订正至规定的深度基准面时，不同时间段所测量的同一测线，检查水深记录并无操作不当等原因，但其水深却存有系统的差异现象，通常情况下，这种误差便是潮汐因素造成的。

水位观测是为了保证将所测的水深订正至规定的深度基准面。

水位观测是通过永久性验潮站或临时验潮站来完成的。

一般情况下，在海洋近岸工程所做的大比例尺水深地形测量工作，此海区的潮汐性质已经确定。

但是，如果水深测量的工作区不处在验潮站的有效服务区范围内，就不能保证在同一时间在工作区和验潮站所测得的水位涨落基本相同和达到规定的水深测量要求的精度。

为此，《海洋工程地形测量规范》中规定，验潮站布设的密度应能控制全测区的潮汐变化。

相邻验潮站之间的距离应满足最大潮高差小于等于0.4m，最大潮时差不大于1h，且潮汐性质应基本相同。

在常规的水深测量过程中，该规定是实施验潮应满足的基本条件。

但是沿岸港湾频繁出现假潮现象，这会给水深地形测量中的水位改正带来困难，使交叉点水深不符值超限。

测量工作期间出现假潮，局部潮位发生变化，这一海洋现象极易使测深工作受到影响。

如1987年的国家重点项目——神木煤外运深水港选址过程中，曾因测量时间段的不同而同点水深竟差0.5m以上，造成测量工作再次返工。

为了避免这一海洋现象对水深地形测量水位改正的影响，测区内应安放水位计与测区外验潮站同步验潮，或根据工作区的情况，在条件许可的情况下临时验潮站设于工作区近岸。

1.2气象因素航行中的船只因受风向、风速的影响，其船行姿態随时发生变化。

水深测量时，船只航行是按照预先设计好的测线工作的，当风力垂直测线吹来，船只受风面极易造成侧向不同程度的倾斜。

安装在船舷的测深仪换能器因船只不同程度的倾斜造成了换能器吃水的深度不断变化，引起水深测量数据的差异。

这种水深测量数据的差异具有规律性，往往造成图载水深随测线航向往返而变化，船只往测数据偏深而返测数据偏浅，或反之。

水深测量误差成因分析摘要：随着科技的不断进步，测绘仪器的发展更加趋向于简约化、集成化。

无人测量船技术便是集成了GNSS定位技术、声呐测深技术、导航通信技术等多功能于一身的水下地形测量系统。

此系统以模块化的形式，将实时定位、水下测深、远程通信、自主航行与避障等功能集成到灵活小巧的无人船上，使得水下地形测量作业更加安全高效。

关键词：水深测量；误差水下地形测量是指通过测量仪器获取江河、湖泊、水库等水域的平面位置和高程，并根据相应比例绘制水下地形图。

常用的传统水下地形测量方法一般有两种：一种是测深杆结合全站仪来实现测深点的数据采集，该方法需要船上的人用测深杆测定水深，同时岸上的人通过全站仪测量测深点的位置和高程。

这种作业模式效率较低，测深距离取决于测深杆的长度，且无法实现测线的精准定位。

另一种传统测量方法是使用测深仪搭载GPS设备进行测量，即将测深仪固定在船上，作业时测深仪负责水深数据的采集，GPS负责测量位置和高程。

该方法实现了测深定位的自动化，有效地降低了作业人员的劳动强度，提高了作业效率，是比较常用的水下地形测量方法。

该方法使用的船只较大，对于浅水区域则无能为力，同样测线定位准确度取决于驾驶人的掌舵能力，测线定位往往偏差较大。

1 无人测量船系统无人测量船系统是将定位导航、位置测量、水深测量等功能集于一身的小型船体系统，通过通信系统进行信息传输，实现按既定或遥控路线进行实时测量的系统。

随着科技的不断发展，无人测量船系统已经发展为功能齐全的模块化系统，其中主要系统包括：定位系统、测深系统、通信控制系统。

1.1 主要系统简介1.1.1 控制系统无人测量船的定位系统为船载GNSS接收机，其原理为RTK(Real - time kinematic)实时差分定位。

RTK(实时差分定位)是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它的出现极大地提高了野外作业效率。

在传统RTK作业模式下，基准站是通过数据电台将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站的，流动站接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。

海洋水深测量的误差分析及其改正摘要近年来，海洋管道项目越来越多，单波束、多波束测深系统已广泛应用于水下地形测量中。

本文基于海洋水深测量的特点，定性和定量的分析了波束角效应、测深延迟效应、波浪效应、潮位模型选择、坐标系统转换等因素对水深数据的影响，最后提出了海洋水深测量中应注意的问题及解决的方法。

一、引言海洋管道测量的基本工作其实就是给设计部门提供准确的水下地形图。

水下地形测量主要包括平面定位和测深两大部分，其中测深是重要的内容。

目前市场上主流测深系统还是采用回声测量原理，利用水声换能器垂直向下发射声波并接受水底回波，根据回波时间和声速来确定被测点的水深，然后根据各点对应的水深值来准确绘制出水下地形图。

在这里需要强调的是，由于测量仪器、测量环境等因素的影响，往往外业得到的水深数据必须经过相关误差改正后才能使用。

二、现代海洋水深测量的特点除了与现代陆地测量具有的高精度、自动化、高效率等特点外，现在海洋水深测量还具有以下特点：(1)全天候、测量作业连续(2)误差源复杂(3)测量环境多变(4)海底地形看不见，很难掌握其实际情况，测量性质属于水下声波遥感(5)测量观测值较多，集定标、导航、测深及潮汐观测四种测量手段于一体，需要较强的数据采集、存储、查询、分析处理和管理能力。

三、误差分析及其改正现代海洋水深测量误差主要来自四个方面（见表1）：(1)深度测量方面的误差；(2)定位方面的误差(3)潮位观测及改正模型的误差(4)测量环境效应误差，包括由船速效应、波浪效应、定位中心偏心效应及测深延迟效应引起的测量误差。

表1 现代海洋水深测量主要误差因子分析1.船速效应船速效应是由于船速过快及声波传播时间的影响引起测深仪在异地（T 2）接受到前一时刻（T 1）所发射的测深回波信号，见图1。

设测深仪波束角为θ，声速为1500m/s ，船速V ，测深点水平位移为d ＝ΔS/2，H 2为测深仪观测值（T 2时刻），H 1为T 1时刻所对应的实际深度,从T 1到T 2时刻，声波传播路径总长度近似为H 1和H 2之和。

浅析水文测量误差的成因及对策摘要：水文测量简单讲是指水文要素的观测，通过收集水文要素数据，为后期水利资源评估、工程项目建设、防汛抗旱等工作提供依据。

水文测量中会产生一定的误差，且误差值无法避免，只能通过管控的方式分析误差源头，减少干扰因素对误差的结果。

关键词：水文测量；误差原因；控制对策引言测量误差是普遍存在的，无论是在哪个行业的测量工作都会产生误差，这是受设备人员环境等因素影响的必然结果。

水文测量任务繁重，测量内容涉及多个方面，在测量过程中无法保证绝对的测量精度，受测量偏差值的影响必然会导致水文测量误差出现。

根据以往工作经验可以得出，水文测量过程中误差是可以积累的，若忽视微小偏差带来的影响，则会导致系统性的误差累积，必然影响整体测量任务。

因此，在水文测量过程中需要采取各种方法手段来削弱误差，对系统性测量带来的影响，如在水文测量工作开展过程中，应结合水文测量工作的需求，选用合适的测量方法；通过校验仪器设备，减少仪器设备带来的影响，以保证所获取数据的精准性。

1测量误差所产生的原因1.1设备误差水文测量过程中会使用专业仪器设备，如测量仪器、水准仪以及流速仪等，此类仪器设备在设计精度无法达到绝对的理论值，并且在使用过程中会产生一些碰撞、磨损、老化，长期使用会使得水文测量仪器设备失去精准度，因此在实际应用过程对测量值会产生一定的影响［1］。

1.2环境误差水文测量工作大都在室外进行，在测量过程中室外环境所处的温度、湿度、风力、大气折射、能见度等因素属于不可控的因素，这些因素变化对测量结果都会产生一定的影响。

例如，在测量过程中，可以发现不同地区湖面与河流测量中，水波波动会引发大气中的折射效应，受折射光的影响导致水准仪内部液体温度升高，不同的观测数值所造成的测试结果也是有一定的差异性，虽然在测量过程中可采取遮光等措施，来降低光线折射带来的影响，但无法做到完全消除，因此在测量过程中，环境因素所产生的误差是无法避免的［2］。