長江沿岸鐵路集團(tuán)股份有限公司

發(fā)展歷程

2020年12月，據(jù)長江日報(bào)消息：長江沿岸鐵路集團(tuán)股份有限公司近期將正式落戶武漢。

2020年12月20日，由國鐵集團(tuán)與沿江六省市共同出資組建的長江沿岸鐵路集團(tuán)股份有限公司掛牌成立，將致力于推進(jìn)沿江高鐵的建設(shè)，承建項(xiàng)目全長合計(jì)超2000公里、投資估算超4000億元 。2100433B

沿岸測量是對目視定位儀器所能達(dá)到的距岸約10海里水域進(jìn)行的海道測量。由于沿岸水域的水下地形較復(fù)雜，和島嶼、礁石眾多且航道交錯(cuò)，常按1：25000～1：50000比例尺進(jìn)行測量，并采用高精度回聲測深儀測深，以及進(jìn)行潮位觀測和按實(shí)測潮位將所測水深歸算至深度基準(zhǔn)面；測深點(diǎn)位置用前方交會(huì)法、后方交會(huì)法及高精度無線電定位儀器測定，并據(jù)相鄰實(shí)測船位的連線修正航向，以引導(dǎo)測量船沿預(yù)設(shè)的測深線航行。

沿岸測量研究背景

傳統(tǒng)的水深測量和底質(zhì)探測由于測量方式不同(前者為走航式自動(dòng)化，后者為手工操作)只能分開測量，造成重復(fù)“跑線”，因此工作效率較低。海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)是國內(nèi)生產(chǎn)的一套進(jìn)行海底表層底質(zhì)探測和水深測量的聲納系統(tǒng)，它利用聲學(xué)手段對海底底質(zhì)和水深同時(shí)進(jìn)行走航式測量，具有自動(dòng)化程度高、底質(zhì)識(shí)別準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)，對于沿岸測量特別是同時(shí)進(jìn)行海底表層底質(zhì)探測和水深測量時(shí)優(yōu)勢非常明顯?！逗５罍y量規(guī)范 》規(guī)定：淺地層剖面儀探測底質(zhì)時(shí)，底質(zhì)測線方向應(yīng)垂直于岸線，測線間隔根據(jù)需要而定；水深測量主測線方向應(yīng)垂直于等深線布設(shè)。通常情況下二者方向基本重合，因此水深測量和底質(zhì)探測一般可同時(shí)進(jìn)行，海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)符合上述工作要求。

傳統(tǒng)底質(zhì)探測一般采用GPS系統(tǒng)定位，采泥器直接采取底質(zhì)，人工根據(jù)樣本判斷底質(zhì)類型，形成底質(zhì)數(shù)據(jù)成果，工作效率較低；海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)集底質(zhì)探測和水深測量于一體，全自動(dòng)化操作，走航式作業(yè)，工作效率較前者大幅提高。根據(jù)測算，在一般海區(qū)該系統(tǒng)能提高外業(yè)工作效率20%以上，在復(fù)雜海區(qū)能提高外業(yè)工作效率33%～50%以上。研究主要介紹了海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)的工作原理、特點(diǎn)及在沿岸測量中的應(yīng)用。

沿岸測量系統(tǒng)介紹

海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)由主機(jī)和換能器組成，如《機(jī)和換能器示意圖》所示。輔助設(shè)備包括自檢信號(hào)源和220VAC/12VDC線性電源。主機(jī)包括控制模塊(主計(jì)算機(jī)、大容量硬盤、信號(hào)處理器、信號(hào)隔離版)、低頻模塊(25 kHz發(fā)射機(jī)和接收機(jī))、高頻模塊(200 kHz發(fā)射機(jī)和接收機(jī))、電源模塊(DC-DC模塊、電源板、電源開關(guān))及顯示模塊(平板顯示器、觸摸屏)。換能器由25 kHz和200 kHz雙頻系統(tǒng)組成，采用一體化設(shè)計(jì)。

該系統(tǒng)底質(zhì)探測工作過程與雙頻測深儀基本一致，其底質(zhì)識(shí)別原理是在一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)根據(jù)雙頻回波信號(hào)的能量、能量分布、反射系數(shù)以及各自精確測深參數(shù)等，自動(dòng)分析提取出反映底質(zhì)特征的參量，再和系統(tǒng)本身存有的底質(zhì)類型參數(shù)相比較，得出相應(yīng)底質(zhì)類型，并將這些數(shù)據(jù)打包，一個(gè)周期接一個(gè)周期循環(huán)往復(fù)，從而完成連續(xù)走航式海底表層底質(zhì)探測。

沿岸測量系統(tǒng)在沿岸測量中的應(yīng)用

（1）使用要求

每次出測前特別是長時(shí)間沒有使用該系統(tǒng)時(shí)對25 kHz和200 kHz換能器的絕緣阻抗以及電容值的測量非常重要，因?yàn)榈踪|(zhì)測量對信號(hào)要求比較高，換能器探頭4個(gè)指標(biāo)任何一個(gè)達(dá)不到規(guī)定數(shù)值，就可能對底質(zhì)測量數(shù)據(jù)精度造成較大影響。

海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)在單獨(dú)測深時(shí)，測深最大量程為500 m(25 kHz為必選通道)，雙頻測深時(shí)，(復(fù)選200 kHz)最大量程為200 m，如果同時(shí)進(jìn)行底質(zhì)探測和水深測量，因?yàn)閷π盘?hào)的特殊要求，最大量程為100 m。該系統(tǒng)采用了與傳統(tǒng)雙頻測深儀相同頻率的換能器，因此可以直接使用其船底原先安裝的換能器。該系統(tǒng)在換能器接線方面充分考慮了此類情況。使用專用接線盒。使這兩種換能器接線時(shí)互不影響。

內(nèi)業(yè)處理中，底質(zhì)數(shù)據(jù)按國標(biāo)要求，底質(zhì)測線間隔可以隨水深間隔，也可根據(jù)實(shí)際需要采用，定位點(diǎn)間距為圖上2～2.5 cm。由于系統(tǒng)軟件導(dǎo)出的底質(zhì)文本文件提供定位點(diǎn)間距輸出功能比較簡單，建議外業(yè)操作人員在進(jìn)行需要有底質(zhì)探測時(shí)，盡量采用測完一條測線后手工停止再測下一條線。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練

在一般海域，系統(tǒng)因?yàn)楸旧泶嬗星捌谟?xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和分類規(guī)則，所以底質(zhì)識(shí)別整個(gè)過程實(shí)時(shí)自動(dòng)完成，用戶無須干預(yù)，在陌生海域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練有助于提高底質(zhì)識(shí)別的準(zhǔn)確率，其工作原理就是將工作海區(qū)內(nèi)已知的底質(zhì)類型(就泥、沙兩種底質(zhì)類型)海區(qū)的測量數(shù)據(jù)，提供給系統(tǒng)，系統(tǒng)基于這些數(shù)據(jù)對識(shí)別參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練可以提高系統(tǒng)的底質(zhì)識(shí)別準(zhǔn)確率，但不是底質(zhì)測量的必要環(huán)節(jié)。若用戶不能準(zhǔn)確把握海底底質(zhì)而修改神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可能會(huì)適得其反，因此用戶如果無法確定其海底底質(zhì)可以不需要進(jìn)行訓(xùn)練，而是采用系統(tǒng)本身自帶的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 2100433B

在海岸帶地形測量中，沿岸水深測量與海岸地形測量都是很重要的內(nèi)容。水深測量的目的是測繪相應(yīng)比例尺的水深圖，以滿足海岸工程、航海、編制專題海圖的需要。在當(dāng)前技術(shù)和現(xiàn)有裝備的條件下，海岸地形測量采用航空攝影測量方法比較有效，沿岸水深測量則可采用多種方法。

沿岸測量海域水深測量的特點(diǎn)

(1)測量對象(海底地貌)不能清晰看見，如何穿透海水完整獲取海底地形信息、探測海區(qū)航行障礙物、確保航行安全是海道測量的主要目的。

(2)水深測量大多是在船舶航中進(jìn)行，在運(yùn)動(dòng)狀況下如何同步獲取高精度的平面位置和深度數(shù)據(jù)是海道測量的重要環(huán)節(jié)。

(3)海上深度點(diǎn)的深度起算面為當(dāng)?shù)氐睦碚撋疃然鶞?zhǔn)面。各地理論深度基準(zhǔn)面不同，至國家高程基準(zhǔn)面的高度各異，有的相差很大。另外，水深測量實(shí)際觀測到的深度是由瞬時(shí)海平面起算，必須改正到當(dāng)?shù)乩碚撋疃然鶞?zhǔn)面起算的水深。因此潮汐觀測與分析是水深測量的關(guān)鍵技術(shù)之一。

沿岸測量測深技術(shù)和方法

當(dāng)前海洋水深測量方法按測量平臺(tái)所處的位置可以分為：①空中機(jī)載/星載遙感器水下地形測量；②船載聲納測深；③潛水器測量。海岸帶圖測量中的水深測量主要是對沿岸淺海水域的地形測量。沿岸水域海底地形比較復(fù)雜，島嶼和礁石較多，淺灘范圍大，不同地段水質(zhì)混濁程度不同，有些水面還有水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施分布，采用什么方法測深應(yīng)根據(jù)不同測深技術(shù)的特點(diǎn)和海岸水域條件確定。

不同的測深方法，測量原理和特點(diǎn)各不相同，但均要求精確定位和對潮汐影響進(jìn)行水位改正。

沿岸測量定位方法

水深測量平臺(tái)的定位原理和方法與陸地形測量基本相同，與陸地采用相同的坐標(biāo)系統(tǒng)，不同的是，測量船、空中飛行器或潛水器的位置是在運(yùn)動(dòng)的，不可能像陸地采用多測回重復(fù)觀測和嚴(yán)密平差定位。海上定位的方法主要有：光學(xué)定位，無線電定位，衛(wèi)星定位，水聲定位，組合定位。

這些定位方法各有其特點(diǎn)，水深測量儀器的運(yùn)載平臺(tái)不同，離岸距離遠(yuǎn)近不同，可選用不同的定位方法。當(dāng)前，在海道測量中主要采用全球定位系統(tǒng)(GPS)的定位方法，已逐步代替了其他的定位方法。GPS定位具有全天候、速度快、精度高、性能好等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各種海岸帶圖測定平面定位的要求。因GPS定位技術(shù)成熟，并在陸地和海上測量廣泛使用。

沿岸測量驗(yàn)潮和潮汐分析

驗(yàn)潮是在測區(qū)對作周期性升降運(yùn)動(dòng)海面進(jìn)行一定時(shí)間的觀測。潮汐分析是通過對一定時(shí)間序列潮汐觀測數(shù)據(jù)求取潮汐調(diào)和常數(shù)，進(jìn)而推算深度基準(zhǔn)面、平均海水面，并對深度測量提供水位改正參數(shù)。驗(yàn)潮站的布設(shè)和水位觀測的要求，根據(jù)測深區(qū)域范圍的大小和測區(qū)潮汐變化等情況確定。驗(yàn)潮站水位觀測可以通過長期站、設(shè)立水尺的臨時(shí)站或選用自動(dòng)驗(yàn)潮儀實(shí)施。