摘要：從近幾年挖泥船在內河的疏浚施工過程中發現，傳統的水上測量放樣方法有著許多弊端，耗時較長、放樣次數多、易丟失損壞并且精度低，嚴重影響了挖泥船的施工效率。為了解決這些問題，我們參照海上挖泥船的經驗嘗試在內河挖泥船安裝使用了信標機檢測儀，得到了非常好的效果。本文以信標機B20為例，介紹了內河疏浚施工中挖泥船信標機檢測儀特點和應用。
　　
　　關鍵字：信標機檢測儀，內河，挖泥船，應用
　　
　　信標機所使用的是GPS的一種技術，通過利用國家建立好的無線電信標臺進行信號傳輸，通過在發射信號中添加一個副波，調制修正信號，從而提供以亞米為單位的精確導航定位。
　　海上挖泥船的重量通常很大，長度較長，同時在海上作業會受到許多干擾，如流速、流向、潮汐、風力和海水深度等，正確的使用信標機檢測儀，盡可能的避開這些條件對于施工進度的干擾，加快效率的同時還可以大幅度提高精度。將海上挖泥船使用信標機檢測儀的經驗運用到內河的挖泥船施工中，同樣可以取得顯著的效果。
　　
　　一、信標機檢測儀功能和特點
　　信標機檢測儀通常包括了：GPS天線、接收機、電腦和電源。信標機檢測儀是通過沿海航道的基準站發出的信號來進行差分計算，以此來確定接收機的位置坐標和離設定點的垂直距離。信標機檢測儀除了接收機、電腦和天線除外，還有加裝測深儀，和天線和探頭一起固定于船頭側部。
　　信標機檢測儀有著以下六個特點：
　　（1）24小時不間斷作業：不會受到天氣狀況的影響，使數據采集可以不間斷的進行。
　　（2）定位速度快：信標機檢測儀以每秒一次的頻率接受信號，實時穩定地處理數據，進行精確、快速的定位。
　　（3）精確度高：測量數據的精度在一米之內。
　　（4）直觀、快捷方便：挖泥船的運行軌跡在顯示器直接顯示，并且僅需一臺GPS就可以進行操作。
　　（5）兼容性強：方便與多種外接設備連接，如導航設備、雷達與測深儀等。
　　（6）處理方便：數據經過處理之后，可以得出曲率半徑、航段里程、臨跨河建筑物與起點的垂直距離、樞紐等數據。在平面圖中可做坐標轉換、面積等計算。
　　二、信標機B20的安裝、使用方法
　　信標機B20采用L波段衛星差分改正接收機與雙通道數字中頻信標接收機，可接收WAAS(美國)和EGNOS(歐洲)信號。同時信標機精度使用了亞米級差分定位精度技術，并且組合了L1GPS、衛星差分與信標天線。具備2個可編程的RS-232串口，可進行NMEA-0183輸出/RTCMSC-104輸入，頻率方面可進行1、2和5Hz的信息輸出。信標機B20可廣泛應用于水上測量、挖泥船施工等，同時不限地域，集成了衛星差分與信標差分的接收功能，可使用自建的差分源，不受地域的限制進行高精度實時差分數據的提供。其安裝步驟及應用如下：
　　1.新建工程
　　運行信標機軟件程序后，點擊菜單中選項，或者單擊工具欄中按鈕，即可打開“新建工程”對話框。把施工區域圖（autocad版）設為背景圖。在新建工程對話框中分別進行工程概況、坐標系、投影參數、基準轉換、地方變換等設置。
　　2.修改工程
　　新建工程之后，或者在使用過程中，可打開“修改工程”對話框。對原先所設的工程參數進行修改，如坐標系、投影參數、基準轉換、地方變換等。更改后的參數立即生效。
　　3.詳細設置
　　（1）測量儀器的選擇和設置
　　（2）測深儀數據格式設置
　　（3）記錄設置
　　（4）記錄保存設置
　　（5）天線偏差改正
　　（6）固定偏差改正，初次安裝時必須校準，施工過程中復核。
　　（7）船形設置：在測量過程中，根據自己需要選擇適當的船形文件，使測量更加直觀。
　　4.繪圖操作
　　包括計劃線、測量點、標注字、布線操作、圖形編輯等操作。
　　5.測量控制
　　測量時可點擊“視圖”－“偏航信息”，來打開偏航信息窗口。偏航信息窗口分圖示區和文字。全局設置包括常規、顯示、設置、保存等選項。常規主要設置繪圖時默認的設置，如線色、線寬、線型等等。
　　6.實用工具
　　包括面積距離計算、坐標正反算、投影換算、坐標換算等。
　　三、信標機檢測儀在挖泥船上的應用優勢
　　信標機B20作為能自動選擇信標臺的一款雙通道接收機，具有無線電信標接收、12通道GPSL1C/A碼與載波相位接收技術三種相結合的技術，無需投資基準站設備即可進行定位，進而實現導航和測量，同時具備靜態功能的特性。
　　在海上施工的挖泥船普遍已經使用了信標機檢測儀，不僅可以減少海上作業中的風險，可以提高效率，增加收益。在內河的挖泥船中普及信標機檢測儀的使用是必然的趨勢。信標機B20的應用范疇與優勢有以下幾方面：
　　（1）標準的數據格式與平臺：信標機B20具有標準的NMEA0183數據格式，同時可輸出專業的數據格式。集成了衛星差分、信標差分接收功能，可使用自建差分源，不受地域限制提供高精度實時差分數據。并基于WINDOWS的設置軟件。
　　（2）設置方便：可隨時切換差分源，通過面板即可查看GPS及差分狀態。
　　（3）精度：以信標機B20為例，接收機可通過任一端口，提供秒脈沖輸出與優于0.16km/h精度的速度進行輸出。使用信標機檢測儀測量得出的結果誤差通常在一米內，可以保證施工精度。
　　（4）頻率高：信標機B20類型端口的輸出頻率最高可達5Hz，并可據需要進行更改。
　　四、內河中挖泥船施工使用信標機檢測儀的優點
　　內河中挖泥船安裝使用信標機后具有以下優點：
　　1、信標機有助于挖泥船在水面開闊、大風、雨霧天氣等不易放樣情況下定位，提高開挖精度；
　　2、夜間、雨霧天氣可正常施工，避免漏挖、超挖，提高施工效率,加快施工進度；
　　3、利用信標機軟件可記錄開挖區域，進尺、挖寬，計算每日臺班產量，并對班組對比分析原因找出差距，增強操作人員的責任心，有針對性的對個別操作人員加強培訓提高操作技能。
　　4、有助于降低挖泥船施工油耗，節省成本，提高效益。
　　以沂沭泗河洪水東調南下續建工程南四湖湖內工程(淺槽三、淺槽四)3標段工程為例，1600型斗輪式挖泥船安裝信標機B20前后的施工數據如下表:

　　通過以上數據對比分析不難發現，在工況相同的前提下，挖泥船施工月產量提高了9%，油耗降低了0.06kg/m3，僅油料一項每方土可節省成本在0.3-0.4元左右，收到了比較好的經濟效益。
　　五、信標機檢測儀應用中存在的問題及注意事項
　　1、信標機天線一般固定在挖泥船前部“A字架”上，與鉸刀位置有2~5米的距離，因此信標機采集的坐標與挖泥船鉸刀坐標存有差距，且施工中鉸刀隨挖深變化相對位置不斷變化，故當開挖施工區邊線時，需要校正邊線。
　　2、為克服用信標機采集的點代表一條挖泥船的局限性，全面完整的顯示挖泥船的方位、方向（方位角），可考慮安裝電羅經或改裝雙信標機。
　　3、因挖泥船電流不穩，因此必須安裝穩壓電源，確保信標機設備安全且防止因突然斷電造成的數據丟失。
　　六、結語
　　目前，在海上挖泥船使用信標機檢測儀已經有比較久的時間，同時海岸信息臺性能穩定、精度較高、操作簡單且成本較低，這使得在海上施工的挖泥船使用信標機檢測儀有了良好的基礎。隨著國內內河中信標機技術、軟硬件設施的日趨完善，挖泥船等內河船舶使用信標機檢測儀將會越來越廣泛。