河道水库测量精度评估与质量控制

论文摘要

黄河下游河道、水库测量及容积、冲淤量的计算是黄河水文测量业务的重要部分,它作为黄河治理和开发利用的基础,其相关技术的发展和研究已引起有关部门的高度重视,在黄河治理开发和水资源利用中占有极其重要的地位。通过在河道和水库上布设河道、水库监测断面,可以了解河道、水库形态及其变化,所以断面法使用起来简明方便。但由于黄河下游河道、水库地形非常复杂,加之长期以来系统的理论研究不够,在具体的工程实施与成果评估中出现了一些矛盾,造成成果的精度与质量不能满足目前的需要。因此,无论是从理论研究还是从河流、水库治理的实际需要,都需要对其做进一步深入的讨论分析。本文以冲淤量、库容的计算误差为研究对象,结合断面法测量的特点,重点讨论了DGPS和测深仪组合系统工作原理、误差来源;提出了GPS高程在河道水库测量中的处理方法;分析了断面法测量的误差来源和大小;讨论了冲淤量、库容计算中常用公式的适用性,通过对比分析,提出了冲淤量和库容计算较为合理的公式,并对计算结果进行精度评估;利用误差匹配原理,并结合实测资料进行分析,论证了黄河下游冲淤测量断面的布设密度问题,提出了黄河下游淤积测量断面密度调整的具体意见;分析介绍了水深测量中测深数据粗差判别和剔除问题。通过对以上这些问题的分析和研究,解决了黄河生产中的一些具体问题。讨论的方法和提出的理论不仅拓宽了河道水库测量的研究领域,而且得出的这些方法和理论也适用于其它河流和流域,具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 河道水库测量目的和意义
• 1.3 河道、水库测量的方法
• 1.3.1 几种常用水上定位方法
• 1.3.2 测深技术
• 1.3.3 河道、水库测量技术发展动态
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第二章 DGPS、测深仪组合系统原理、误差分析及GPS高程
• 2.1 GPS简介
• 2.2 差分GPS和测深仪组合系统
• 2.2.1 无验潮模式河道水库测量
• 2.2.2 无验潮模式测量原理
• 2.3 DGPS和测深仪组合系统误差分析
• 2.3.1 外部测量因素造成的误差
• 2.3.2 各种测量环境效应引起的误差
• 2.4 数据采集的可靠性分析
• 2.4.1 平面定位数据的可靠性分析
• 2.4.2 测深数据的可靠性分析
• 2.5 河道水库测量中的GPS高程问题
• 2.5.1 GPS高程拟合
• 2.5.2 GPS高程在河道水库测量中的处理方法
• 2.6 本章小结
• 第三章 冲淤量、库容的测量和计算方法及误差分析
• 3.1 断面及断面法简介
• 3.2 河道、水库冲淤量的计算
• 3.2.1 冲淤断面间距与等容积条件下断面间距的确定
• 3.2.2 等容积条件下确定断面间距的分析思路
• 3.2.3 等容积条件下所确定断面间距的推算
• 3.2.4 黄河下游河道冲淤断面间距的量算
• 3.3 断面间几何体体积计算公式的选择
• 3.3.1 截锥公式
• 3.3.2 梯形公式
• 3.3.3 截头方锥公式
• 3.3.4 面积插值法
• 3.4 断面法冲淤量计算模式
• 3.4.1 断面面积差法（以梯形公式和截锥公式为例说明）
• 3.4.2 空间体积差法（以梯形公式和截锥公式为例说明）
• 3.5 断面法库容计算模式
• 3.5.1 库容测量及计算
• 3.5.2 断面法冲淤量及库容计算模式的探讨
• 3.6 冲淤量及库容误差分析
• 3.6.1 断面法主要误差来源
• 3.6.2 弯曲性河道断面布设对冲淤量计算的影响
• 3.7 本章小结
• 第四章 冲淤监测断面合理布设
• 4.1 断面布设密度研究的意义
• 4.2 误差匹配原理
• 4.3 断面测量误差来源分析
• 4.3.1 断面测量误差
• 4.3.2 冲淤量测量误差与冲淤厚度关系
• 4.3.3 冲淤断面代表性误差
• 4.4 合理断面密度的探讨
• 4.4.1 断面代表性误差与断面测量误差的匹配问题
• 4.4.2 允许最大断面间距（允许最小断面密度）
• 4.4.3 允许最小断面间距（允许最大断面密度）
• 4.5 黄河下游断面法测量精度
• 4.6 本章小结
• 第五章 水下测深数据处理
• 5.1 引言
• 5.2 测深数据粗差检测
• 5.3 从粗差定位到系统误差补偿
• 5.4 基于统计假设理论的统计检验方法
• 5.4.1 趋势面法
• 5.4.2 基于M估计抗差法
• 5.5 水深测量数据采集抗干扰技术
• 5.5.1 水深测量数据采集常见干扰
• 5.5.3 常用抗干扰技术
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 进一步工作及设想
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢