網(wǎng)絡RTK在南水北調(diào)配套工程中的應用

張學樸 趙 丹

（1.保定市水利水電勘測設(shè)計院，河北 保定 071000；2.南水北調(diào)中線干線保定管理處，河北 保定 071000）

網(wǎng)絡RTK在南水北調(diào)配套工程中的應用

張學樸1趙 丹2

（1.保定市水利水電勘測設(shè)計院，河北 保定 071000；2.南水北調(diào)中線干線保定管理處，河北 保定 071000）

普通RTK技術(shù)已廣泛應用于各個測繪行業(yè)，隨著永久基準站的建設(shè)，網(wǎng)絡RTK以方便、快捷的特點迅速普及。本文主要介紹GPS定位及網(wǎng)絡RTK技術(shù)的工作原理，結(jié)合在南水北調(diào)配套工程中的具體應用，闡述了網(wǎng)絡RTK技術(shù)在工程測量中的主要優(yōu)缺點以及工作中需要注意的問題。

RTK；網(wǎng)絡RTK；測量

1 網(wǎng)絡RTK工作原理

網(wǎng)絡RTK技術(shù)也叫多基準站RTK，是對普通RTK方法的改進，主要采用虛擬參考站法進行數(shù)據(jù)處理。其基本原理是：在一定的區(qū)域內(nèi)，按一定的間距建立多個連續(xù)運行的GPS基準站，根據(jù)這些GPS基準站的觀測數(shù)據(jù)，建立區(qū)域誤差模型（如電離層、對流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型），系統(tǒng)運行時，將這些誤差從基準站的觀測值中減去，形成“無誤差”的觀測值，然后利用這些無誤差的觀測值和移動站的觀測值，經(jīng)有效地組合，在移動站附近（幾米到幾十米）建立起一個虛擬參考站，移動站與虛擬參考站進行載波相位差分改正，實現(xiàn)實時RTK。

2 網(wǎng)絡RTK在南水北調(diào)配套工程中的應用

南水北調(diào)配套工程承擔著連接南水北調(diào)中線總干渠和受水區(qū)地表水廠的紐帶作用，工程的建設(shè)將有利于提高沿線地區(qū)的供水能力，保障經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求；有利于逐步改善受水區(qū)的生態(tài)環(huán)境，促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

測量工作是為設(shè)計人員選擇線路、計算工程量提供基礎(chǔ)依據(jù)，主要工作內(nèi)容包括：踏勘選點、平面控制、高程控制、地形測繪、定線測量、縱橫斷面測量。下面就網(wǎng)絡RTK在其中的應用進行介紹。

2.1 控制點的踏勘

南水北調(diào)配套工程中，高等級控制點基本都埋設(shè)在地下30～50 cm。之前，在踏勘尋找控制點時，常采用手持GPS定位，精度在10m左右，難以準確定位。也采用常規(guī)RTK方式，架設(shè)基準站，但作用距離有限在10 km左右，而且需要人員看護，十分不便。采用網(wǎng)絡RTK，可以單機作業(yè)，準確定位，無距離限制。

2.2 地形測量

為了給南水北調(diào)配套工程輸水管道進行選線，需要測繪線路1:2000帶狀地形圖。采用網(wǎng)絡RTK技術(shù)進行測圖時，僅需一人操作儀器在外業(yè)采集碎部點的平面坐標和高程，通過電子手簿記錄，在點位精度合乎要求的情況下，把一個區(qū)域內(nèi)的地形地物點測定后回到室內(nèi)，由專業(yè)的繪圖軟件輸出所要求的地形圖。在使用普通的RTK方式測圖時，需要架設(shè)基準站，專人看護，工作人員等待接收到基準站信號后，才能進行校正，然后開始測圖。

2.3 定線測量

由設(shè)計人員選定管道中心線，利用網(wǎng)絡RTK選用線放樣的功能，直接將線路中心線的位置放樣到實地，為線路的科學設(shè)計提供準確的依據(jù)。網(wǎng)絡RTK可同時在多條線路進行定線，不受普通RTK方式一臺移動站在一定區(qū)域范圍內(nèi)必配基準站的限制。

2.4 縱橫斷面測量

根據(jù)選定好的中心線，沿線路方向需要測量地面縱斷面，垂直于線路方向按一定間距測量橫斷面，用于計算施工開挖的工程量。采用網(wǎng)絡RTK可在測量線路縱斷面的同時，進行橫斷面測量。

3 網(wǎng)絡RTK的優(yōu)缺點

3.1 網(wǎng)絡RTK的優(yōu)點

3.1.1 作業(yè)靈活

網(wǎng)絡RTK移動站可一臺獨立作業(yè)，也可幾臺配合作業(yè)，使儀器設(shè)備在調(diào)配上更加靈活。

3.1.2 效率更高

連續(xù)運行的GPS基準站，相當于永不關(guān)機的電臺。工程應用中，在同一區(qū)域進行過點位校正，第二天或其他時間再到此區(qū)域，可開機后直接工作，無需校正。這樣就很大程度上節(jié)省了架設(shè)基準站及尋找已知點進行點位校正的時間，提高了工作效率。

3.1.3 范圍更遠

普通RTK基準站的作業(yè)半徑一般在5～10 km左右，在障礙物較高較多的地方距離更近。網(wǎng)絡RTK不受基準站的距離限制，大大拓展了作業(yè)空間。

3.1.4 節(jié)省費用

普通RTK需要一臺套基準站設(shè)備，一至多臺套移動站設(shè)備，蓄電池等。網(wǎng)絡RTK只需要移動站設(shè)備，而且還減少了基準站看護人員，極大地節(jié)省了資金的投入。

3.2 網(wǎng)絡RTK的缺點

網(wǎng)絡RTK是接收衛(wèi)星信號及信息控制中心的數(shù)據(jù)進行解算，作業(yè)開始前需要登錄，因為兼容性有限，在用戶數(shù)量較多時，登錄比較困難或者經(jīng)常掉線，對野外作業(yè)造成一定影響。

4 網(wǎng)絡RTK的展望

網(wǎng)絡RTK技術(shù)是對普通RTK方法的改進，更加方便快捷，經(jīng)濟高效。隨著基準站的增加建設(shè)，數(shù)據(jù)中心服務器的擴容，技術(shù)的成熟以及信號的穩(wěn)定，網(wǎng)絡RTK將越來越廣泛地應用到測繪工作中來。

[1]徐紹銓，張華海，楊志強，王澤民.GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢大學出版社，2008.

P228.4

A

1671-0037（2014）03-74-1

張學樸（1979.2-）男，工程師，研究方向：水利工程測繪。

趙丹（1979.6-）男，助理工程師，研究方向：水利工程測繪、機電金結(jié)管理。