淺談GPS—RTK測量技術在水利工程測量中的應用

王賀明

摘 要：在水利工程施工中，測量工作是重要的環(huán)節(jié)，關系到水利工程的使用功能、壽命、安全及工程質(zhì)量。同時，水利工程測量是一項專業(yè)性與技術性要求比較高的工作，在實際測量工作開展中，要積極應用新的測繪技術，全力保障測量的精準。本文主要就GPS—RTK測量技術方面進行簡單探討，希望對相關從業(yè)人員有所幫助。

關鍵詞：水利工程;工程測量;測量技術;應用

GPS—RTK技術具有十分明顯的應用優(yōu)勢，在水利工程測量作業(yè)中應用該項技術可以保證很高的工作效率和質(zhì)量。在具體的應用中GPS—RTK技術仍有一定的缺陷，水利工程測量工作過程中，工作人員首先要確保規(guī)范的使用該技術，根據(jù)實際情況采取有效措施控制該技術的影響因素，不斷地提高測量的精確度，從而能夠?qū)⑺こ虦y量工作順利完成。

1 GPS-RTK 技術簡介

RTK 技術即實時動態(tài)定位技術，該技術在實際應用中，將通過載波相位觀測值為基礎，對厘米級精度三維坐標獲得，是短距離數(shù)據(jù)傳輸技術同 GPS 單點測量技術的結合，在實際應用當中具有精度高以及時間短的特征。就目前來說，該技術已經(jīng)在工程測量、數(shù)字地形測量以及大地控制測量等方面得到了廣泛的應用。在該測量模式當中，用戶接收機即能夠?qū)τ^測基站發(fā)出的改正信息、待定坐標求解情況以及觀測成果質(zhì)量情況計算動態(tài)坐標，在對冗余觀測數(shù)據(jù)減少的基礎上，對實時定位進行實現(xiàn)，有效提升準確程度以及工作效率。GPS-RTK 技術方面，其實現(xiàn)過程即是在基準站對GPS 接收機進行安裝，在一個觀測時間段內(nèi)，能夠連續(xù)觀測所有的衛(wèi)星，在通過觀測獲得數(shù)據(jù)之后，再由無線電數(shù)據(jù)傳輸設備實現(xiàn)對不斷移動流動站的發(fā)送。

2 水利工程測量工作中GPS-RTK技術的實際應用

2.1在測量河道地形工作中GPS-RTK技術的應用

水利工程建設中經(jīng)常需要測量河道地形圖，然而因為河道地形中包含著大量的水下內(nèi)容，而水下的河道除了具有十分復雜的特點之外，更是測量工作者通過肉眼無法觀測到的，所以在水利工程測量中河道地形的測量工作屬于一個非常關鍵的難點。傳統(tǒng)的河道地形測量方法主要是通過測深儀、全站儀、六分儀和三桿分度儀各種儀器實施測量，這種方式具有較高的人員素質(zhì)要求、較大的工作量、精度低和較小的測量范圍等不足。而通過GPS-RTK技術進行河道測量則能夠很好地解決這些問題，現(xiàn)在其已經(jīng)逐漸地變成主要的水利工程測量手段。在河道地形圖測量中GPS-RTK技術的主要操作方式如下：①連接電腦、測深儀和RTK等相關設備;②通過導航軟件將相關的測量點準確定位出來，并且由導航軟件作為指導，使測量點可以在指定的位置不斷地移動，隨后在電腦中導入測深儀和RTK測量出來的信息，由河道測量軟件有效地處理存儲于電腦中的數(shù)據(jù);③將河道地形圖繪制出來。

2.2在測量加密控制點工作中GPS-RTK技術的應用

在正式開工之前，大多數(shù)的水利工程都會針對工程情況實施實地測量，在實地測量中基本上都會應用RTK技術進行控制點的加密測量。主要是由于很多水利工程都處于荒涼或者偏遠的地區(qū)，并不具備充足的高級控制點，大部分都是通過普通的測量方法（例如導線測量）進行測量，但是這些方法往往具有非常繁重的工作量和較低的數(shù)據(jù)精度。如果利用RTK技術實施加密控制點的測量，工作人員只要將不少于3個的測量控制點設置在測區(qū)15km的區(qū)域內(nèi)就能夠順利開展測量工作，并且獲得理想的測量效果。

2.3在數(shù)字化地形圖測量中GPS-RTK技術的應用

GPS-RTK技術除了能夠?qū)嵤┛焖俣ㄎ恢?，還可以實時地掌握坐標結果。GPS-RTK技術可以進行一系列的測量靜態(tài)地形的工作，并且進一步分析動態(tài)數(shù)據(jù)。在正式的地形圖測量中，首先GPS-RTK技術能夠估量地形的情況，或者利用數(shù)據(jù)采集功能分析地形情況，通過圖形的方式將完成采集后的地形點呈現(xiàn)出來，最后將數(shù)字化管道地形圖形成。在該項工作中只需要一個人就能夠做好采集地形點的工作，具有省力、省時等特點。

2.4在水利勘測作業(yè)中GPS-RTK技術的應用

應用GPS-RTK技術針對復雜的水利工程測量環(huán)節(jié)進行測量，可以利用其動態(tài)結合靜態(tài)的方式實施一體化勘測。在水利勘測中應用該作業(yè)方式主要是分成兩個不同的環(huán)節(jié)，一個是靜態(tài)作業(yè)，還有一個是動態(tài)作業(yè)。其中靜態(tài)作業(yè)方式主要是通過GPS將一種全線基礎控制網(wǎng)建立起來，同時形成一種高精度的框架，將轉(zhuǎn)換參數(shù)的服務提供給動態(tài)作業(yè);而動態(tài)作業(yè)的方式主要是通過流動站中的GPS-RTK接收機針對目標實施分段測量放樣，其需要明確劃分流動站分工，一些流動站進行放樣，另一些流動站則進行測圖。

3 提高GPS-RTK測設精度的措施

3.1提高精度的要求

在選擇基準站位置的時候，要盡量挑高的地方，基準站對天線進行發(fā)射的高度也要給適當提上去;在聯(lián)測的控制點這一塊上，最好去尋找已建成的國家高等級三角點、GPS點以及在一個控制網(wǎng)內(nèi)經(jīng)過統(tǒng)一平差的GPS點，在數(shù)量要盡可能多一點;測設根據(jù)衛(wèi)星星歷預報要選擇有著較多衛(wèi)星數(shù)量、幾何圖形無較大的強度以及有著較好分布的時間段來進行;在觀測時間上，將每個測設點時間給進行適當延長，以此來使得測出的數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的;把控制流動站的作業(yè)半徑不超過10km，能夠用定向天線將作業(yè)距離提上去，信號能夠在定向天線的作用向下在某一方向進行集中，這樣，在方向上是正確的話，就能夠?qū)⒆鳂I(yè)距離顯著提高;當然也能夠采用電臺中繼站，即在恰當?shù)木嚯x上添加一臺中繼站電臺，其一邊將自基準站發(fā)射來的數(shù)據(jù)進行接受的時候也進行發(fā)射，也能夠?qū)⒆鳂I(yè)距離顯著提高;在電量上，供電電瓶務必要足夠;對轉(zhuǎn)換參數(shù)進行求取時，要對各控制點的坐標進行嚴格檢查，同時對坐標轉(zhuǎn)換欄的V殘差值和H殘差進行嚴格檢查，看其數(shù)值有沒有超過規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.2了解其局限性

雖然RTK由局限性，但是其主要的局限是源于整個GPS系統(tǒng)。GPS所依靠的就是對兩萬多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號進行接受。相對而言，這些信號弱且頻率高，穿透性不好可能阻擋GPS接收機和衛(wèi)星間視線的障礙物。實際上，存在于衛(wèi)星與GPS接收機間路徑上的任一物體，都不利于系統(tǒng)操作。如：房屋，對衛(wèi)星信號會進行完全屏蔽。不能在室內(nèi)使用GPS。一樣的原因，在水下以及隧道也不能使用GPS。部分的物體會對部分信號進行反射、折射和阻擋，如：樹木，在樹林茂密的地區(qū)很難會接受到GPS信號。樹林中有些時候，在擁有著足夠的信號時，能夠?qū)ξ恢眠M行大概計算，但是信號清晰達不到精準的厘米定位。

4 ?結論

綜上所述，GPS-RTK技術具有十分明顯的應用優(yōu)勢，在水利工程測繪作業(yè)中應用該項技術可以保證很高的工作效率和質(zhì)量。但在具體的應用中GPS-RTK技術仍有一定的缺陷，水利工程測繪工作過程中，工作人員首先要確保規(guī)范的使用該技術，同時根據(jù)實際情況采取有效措施控制該技術的影響因素，不斷地提高測量的精確度，從而能夠?qū)⑺こ虦y繪工作順利完成。

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