Использование геодезических систем спутникового позиционирования

Измерение расходов воды на реке (стр. 3)

Измерение расходов воды на реке (стр. 2)

Гидрометрические вертушки и электромагнитные измерители течений часто используются при проведении интеграционных экспресс-способов измерения расхода воды. Однако в данном случае необходимо иметь большое количество (более 50) измерений расходов в данном створе. При этом в процессе движения глубина погружения вертушки меняется для установки ее в такой точке вертикали в зависимости от расстояния от начала измерений, в которой измеренная скорость являлась бы средней на данной вертикали.

Во многих странах (США, Канаде и т.д.) хорошо зарекомендовали себя ультразвуковые (Допплеровские) измерители расходов воды. На кафедре гидрологии ТГУ опробованы и с успехом используются два типа таких приборов: прибор ADP для установки на гидрометрическом судне для средних и больших рек, и портативный ручной измеритель скорости течения FlowTracker.

River Surveier запускается в работу простым в использовании программным обеспечением, установленном на компьютере, соединенным с прибором. Излучатель закрепляется таким образом, чтобы он мог быть погруженным на глубину 20-30 см, чтобы при движении судна пузырьки воздуха не попали под него (рисунок 31).

Рисунок 31. Установка прибора River Surveier на судне.

После установки прибора и запуска программного обеспечения производятся установки в программе, отвечающие конкретным условиям: глубина заглубления излучателя, время осреднения измерений, … Когда все установки произведены судно заходит на створ от одного из берегов и программа запускается на подсчет расхода, по достижении противоположного берега программа останавливается.

Таким образом, все измерение и подсчет расхода воды производится за 10-20 минут, в зависимости от ширины реки. Программа сразу выдает все характеристики расхода, такие как, расход, площадь поперечного сечения, среднюю и максимальную скорости по всему сечению, а также в каждом из блоков сечения.

Прибор FlowTracker позволяет измерять расходы воды в малых реках и ручьях глубина которых не превышает 1,5 м а скорость такова, что штангу с излучателем можно удерживать вручную. Основных компонентов у прибора 3 (см. рисунок 32): 1) штанга, служащая для измерения глубины, крепления излучателя и установки его на определенную глубину; 2) излучатель; 3) управляющий блок.

Принцип работы этим прибором мало отличается от работы с обычной гидрометрической вертушкой, однако в приборе заложена программа, позволяющая сразу рассчитать расход воды, что позволяет сократить значительное время по сравнению с использованием обычной вертушки.

Рисунок 32. Измерение расхода воды прибором FlowTracker.

В последние годы системы спутникового позиционирования приобретают все большую и большую популярность. Даже бытовые GPS-приемники после калибровки на местности могут применяться для определения координат на крупных реках, где точность в определении координат 5-10 м будет сопоставима с точностью определения расстояний геодезическими приборами. Геодезические спутниковые навигаторы обеспечивают точность позиционирования несколько миллиметров и такую же точность определения высоты. Такая система может заменить сразу несколько приборов и сократить время полевых работ при съемке местности. Примером геодезической навигационной системы является комплекс, состоящий из двух приемников Trimble 5700 (рисунок 33). Один из приемников используется как базовая станция – приемник постоянно находится на месте, желательно на репере с известными координатами. Предварительно систему координат необходимо откалибровать на нескольких реперах (3-4) в одной системе координат и высот. Для калибровки применяется способ измерения быстрая статика. При этом в первую очередь запускается съемка на базовой станции, которая записывает данные измерений в собственную память. После запуска съемки на базовой станции с использованием второго приемника производится съемка координат на известных реперах в режиме быстрой статики.

После калибровки системы координат с использованием мобильного приемника можно производить такие виды работ как съемку местности, измерение уклонов водной поверхности, позиционирование положения скоростных и промерных вертикалей при промерах русла и измерениях расхода воды, а также точек отбора проб донных отложений, совместно с эхолотом можно производить съемку рельефа русла.