GPS定位抛石在长江防洪抢险中的应用

工程建设与管理　２０１０．１８中国水利　Ｇ　ＰＳ定位抛石　在长江防洪抢险中的应用　李益进’，吴　杰　，陈辉　，王冬梅　，胡　宁’　（１．南京市长江河道管理处，２１００１１，南京；２．江苏省水利科学研究院，２１００３７，南京）　关键词：ＧＰＳ；防洪抢险；定位抛石；长江　中图分类号：ＴＰ７９＋ＴＶ８８２．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００—１１２３（２０１０）１８—００３５—０２　经过几十年的努力，我国对洪　花杆的位置．再采用六分仪后方交　汇定位方法对抛石定位船进行定位，　越广泛，运用全球卫星定位系统　（ＧＰＳ）进行高精度实时定位成为可　能。南京市长江河道管理处为提高　水、河道演变以及工程施工、抢险技　术等方面的研究和实践已达到了较　高的水平。随着国民经济的发展和科　学技术的进步，国家对防洪抢险的反　应速度和施工效率提出了更高要求。　平顺抛石护岸是汛期崩岸、塌江等紧　急险情的常用治理方法之一，采用　为确保抛石的均匀性，定位船要不断　地进行移位。传统的抛石护岸工程存　在以下问题：前期准备工作量较大，　要花费大量时间和人力进行控制测　量和断面放样等工作；施工受地形和　天气等外界因素约束较大：为确保抛　石的均匀性．施工过程中要不断进行　抛石护岸的施工精度和效率，寻求　新的定位方法，开发了“抛石船ＧＰＳ　导航定位系统”　并成功运用在护岸　工程中。　定位工作原理是在定位船船顶　固定两台ＧＰＳ天线，并测量出天线　和定位船的相对位置。ＧＰＳ接收机　与计算机连接，定位软件读取ＧＰＳ　天线坐标数据，并根据天线与定位　ＧＰＳ定位抛石使得抛石护岸抢险工　作效率得到了较大提高，为抢险赢得　了宝贵时间。　一移位，依靠传统定位手段效率较低：　六分仪的定位精度相对ＧＰＳ定位精　度很低。　、传统抛石定位工艺流　程及存在的问题　平顺抛石护岸是在沉排护岸基　础上发展起来的，在实践中形成了以　二、定位船ＧＰＳ定位工作　原理　随着ＤＧＰＳ定位技术运用越来　船的相对关系将定位船显示出来，　软件调取抢险施工区域的施工设计　图和水下地形图．并将施工图划分　成单元格。施工过程中根据定位船　定位船垂直水流测量定位、装石船按　船图排挡抛石的施工方法。为确保抛　石护岸施工的定位准确、抛投均匀、　快速高效，经过不断的实践与摸索．　制定了施工工艺流程：抛前水下地形　测量一施工单元格划分一测量、放　样一定位船定位一装石船定位一抛　投块石一定位船移位一装石船定　位一抛投块石（循环至抛石工程结束１　一竣工一水下地形测量。　在传统的抛石护岸工程施工中，　首先在岸上放样出断面花杆和交汇　收稿日期：２０１０—０６—１７　作者简介：李益进（１９７５一），男．工程师。　图１　ＧＰＳ定位工作原理示意图　３５—　工程建设与管理　ＣＨＩＮＡ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　２０１　０．１　８　与施工单元格的偏差数据和直观位　置关系来指挥定位船移位，当偏差　小于阈值时便可进行抛石施工。抛　石过程中实时对定位船位置进行监　２．软件系统开发　系统采用ＶＢ编写主程序．软件　上降低了测量初差产生的概率。在施　工过程中软件将施工设计图、水下地　形图和定位船实时直观地显示出来．　实现了“所见即所抛”。　具有友好的交互界面和便捷的操作　性，运用ＶＣ＋＋编制动态连接库来读　控，并实时记录偏移数据，当偏差较　取ＧＰＳ传输的信息并完成不同坐标　大时发出警告进行移位。定位工作　系之间的数据转换，调用地理信息软　原理见图１　件ＭａｐＩｎｆｏ控件ＭａｐＸ作图形接口，　三、系统硬件及软件开发　充分发挥其地图显示、编辑、查询、存　取等操作功能。程序实现的主要流程　１．系统硬件配置　及运行步骤见图２。　本系统ＧＰＳ采用高精度ＭＸ　４２１　信标机两台套。ＤＧＰＳ定位精度优于　四、利用ＧＰＳ进行抢险　１　ｍ（ＲＭＳ），ＩＭＯ授权，具备ＮＭＥＡ　抛石定位施工的优点　０１８３（Ｖｅｒ．３．０）接１３，ＲＡＩＭ、ＤＧＰＳ灵　１．提高抛石抢险施工定位精度　巧天线接收机。在ＤＧＰＳ模式下使用　本系统采用ＭＸ　４２１高精度　ＲＴＣＭ改正数据时，发布优于亚米级　ＤＧＰＳ灵巧天线，ＤＧＰＳ定位精度优　的定位精度，具有２个独立的ＮＭＥＡ　于１　ｍ（ＲＭＳ），远远大于六分仪定位精　串口并具备一台２个串口４８６以上　度，而且不需要进行测量控制、外业　计算机　放样，减少了施工环节，从一定程度　＿Ｌ孕　＜　Ｊｒ　ＹＥＳ　图２程序实现的主要流程及运行步骤　一３６　２．受自然条件的影０￣ＪＪ＼　ＧＰＳ依靠卫星信号来定位，ＧＰＳ　测量不要求通视．因此在抛石抢险　施工过程中不受风、雾及昼夜的影　响，只要能够正常接受ＧＰＳ卫星信　号且气候符合施工条件即可进行施工。　这对汛期崩岸、塌江抢险意义重大。　３．提高了施工效率和社会效益　ＧＰＳ的应用使艰苦复杂的测量　外业放样工作变为室内操作，大大降　低了劳动强度。抛石抢险施工中仅需　打开计算机，调入设计图和水下地形　图，根据定位软件计算的偏差指挥定　位船移位、定位，便可进行抛石，定位　船每艘班可减少测工２人，为重大　抢险施工中作业船舶的全天候施工　提供了技术支持，大大提高了船舶　利用率和工作效率。本系统成功应　用于２００８年汛期长江南京天河口　段度汛应急工程．抛石施工效率由原　来３　０００　ｍ３／ｄ提高到５　０００　ｍ３／ｄ，大大　缩短了应急工程的施工工期。　五、结　语　运用ＧＰＳ定位抛石，防洪抢险　施工工作效率得到了较大提高，但　是抛石抢险效果究竟如何，还要通　过水下地形测量分析比较才可得　知。下一步计划在定位船上设置滑　道，架设多波束测深系统，一个断面　施工结束后随抛随测，通过分析软　件掌握抛石抢险效果，及时调整设　计，进一步提高抢险施工效率．为沿　江经济发展提供保障。　■　参考文献：　ｆ１１陈俊勇，胡建国．建立中国差分　ＧＰｓ实时定位系统的思考『ｌ１．测绘工　程，１９９８（１）．　ｆ２１左伟．ＧＰＳ技术及其在导航电子　地图中的应用Ｕ］．地图，２００１（４）．　责任编辑邵自平