GPS—RTK在水利工程施工測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：當(dāng)前，我國利工程建設(shè)項(xiàng)目呈日益增多趨勢(shì)，特別是在邊緣地區(qū)，其水利建設(shè)占的比例較大，在進(jìn)行水利測(cè)量過程中存在較多的困難，甚至?xí)绊懙焦こ痰倪M(jìn)度。根據(jù)GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善水利工程測(cè)量的一些困難問題?；诖?，相關(guān)工作人員加大了對(duì)GPS-RTK技術(shù)的研究力度，為GPS-RTK技術(shù)的推廣和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該文就是在介紹GPS-RTK技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，并著重探討了GPS-RTK技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù) 水利工程測(cè)量 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0065-01

1 水利工程中GPS技術(shù)應(yīng)用于測(cè)量的現(xiàn)狀分析

全球定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，可以在水利工程測(cè)量中進(jìn)行全天候的導(dǎo)航定位作業(yè)，通過全球定位系統(tǒng)進(jìn)行水利工程測(cè)量能夠更準(zhǔn)確快捷的獲取數(shù)據(jù)信息。我們要利用載波測(cè)量局域差分法計(jì)算通過全球地位系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)的一次差與二次差。最終的測(cè)量數(shù)據(jù)就是通過這兩次的求差來獲取的。RTK測(cè)量主要是能更加實(shí)時(shí)的快速進(jìn)行測(cè)量，其精度可以達(dá)到厘米級(jí)別，這也是其測(cè)量的優(yōu)勢(shì)所在，其在工程的放樣工作中被廣泛應(yīng)用。GPS在我國水利工程的實(shí)際測(cè)量工作中還存在著較多的問題，進(jìn)行改進(jìn)的地方還有很多。通常使用的幾何水準(zhǔn)測(cè)量是進(jìn)行測(cè)量的主要方法，不過這個(gè)方法的問題比較明顯，所以，下一步繼續(xù)加強(qiáng)針對(duì)GPS技術(shù)的研究探索，科學(xué)的對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，才可以實(shí)現(xiàn)水利測(cè)量中的精準(zhǔn)有效應(yīng)用。

2 RTK技術(shù)的工作原理

RTK是Real Time Kinematic 的簡稱，即載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)。RTK具有高效的動(dòng)態(tài)定位性能，其實(shí)時(shí)性、高效性的特點(diǎn)是其優(yōu)勢(shì)，能夠在進(jìn)行測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，還能在沒有任何負(fù)擔(dān)的情況下完成數(shù)據(jù)的精度要求。進(jìn)行RTK技術(shù)的高精度測(cè)量方法是利用了載波相位具有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分的方法，通過利用移動(dòng)站和參考站具有一定的觀測(cè)誤差的特點(diǎn)，但是其相關(guān)性可以被利用來進(jìn)行測(cè)量，還可以將誤差通過移動(dòng)站的觀測(cè)來將數(shù)據(jù)進(jìn)行除去。

3 RTK技術(shù)在水利測(cè)量工程中的應(yīng)用

3.1 測(cè)量河道地形圖

河道地形圖的測(cè)量是水利工程中經(jīng)常遇到的問題。一般河道的地形相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)槠鋾?huì)涉及到水下部分，水下的地形較為復(fù)雜，難以用肉眼來觀測(cè)到。這也成為水利工程測(cè)量中的一個(gè)較為棘手的難點(diǎn)。還有通常進(jìn)行水利工程施工必須用到河道的地形圖，其對(duì)于水利工程的施工質(zhì)量有著重要的作用。傳統(tǒng)的河道測(cè)量通常使用三桿分度儀、全站儀與六分儀來測(cè)量，同時(shí)還要通過測(cè)深儀來進(jìn)行深度測(cè)量。傳統(tǒng)測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)測(cè)量，但是其弊端較多，難以實(shí)現(xiàn)大范圍的測(cè)量，而且傳統(tǒng)測(cè)量方式的精度要求也難以保障，再加之工作量巨大，人員配置較為復(fù)雜，給測(cè)量工作帶來較多的困擾。通過GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行河道地形圖的測(cè)量，則可以有效地避免上述問題，而且測(cè)量結(jié)果精度也有保障，這也就成為當(dāng)前的主要技術(shù)取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。進(jìn)行GPS-RTK技術(shù)的操作流程如下：

（1）將RTK、測(cè)深儀和電腦連接在一起；（2）利用導(dǎo)航軟件精確定位出有關(guān)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)在導(dǎo)航軟件的指導(dǎo)下在指定的位置移動(dòng)，接著由RTK 以及測(cè)深儀將測(cè)得的信息導(dǎo)入電腦之中，河道測(cè)量軟件將電腦中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；（3）繪制出河道地形圖[1]。

3.2 加密控制點(diǎn)的測(cè)量

實(shí)地測(cè)量時(shí)水利工程施工前必不可少的工作。加密控制點(diǎn)的測(cè)量主要使用RTK技術(shù)。由于我國的水利資源在偏遠(yuǎn)山區(qū)較為豐富，導(dǎo)致大量的水利工程施工區(qū)域在較為復(fù)雜的地區(qū)建設(shè)，在復(fù)雜地形下不容易尋找高級(jí)控制點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制測(cè)量方法由于缺乏較高的精度，而且工作量很大。但是通過RTK技術(shù)進(jìn)行加密控制測(cè)量就可以在15km范圍內(nèi)就可以設(shè)置超過三個(gè)的測(cè)量控制點(diǎn)。由于其較強(qiáng)的操作性，測(cè)量工作的效率也大大提高。

3.3 數(shù)字化地形圖的測(cè)量

快速定位并實(shí)時(shí)掌握定位坐標(biāo)是RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這是一項(xiàng)高科技技術(shù)手段。地形的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量通過RTK技術(shù)都可以快速實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行地形的實(shí)際測(cè)量時(shí)，通常先進(jìn)行基本地形狀況的大概估算，在數(shù)據(jù)的采集下，可以將地形點(diǎn)通過構(gòu)造其圖形來實(shí)現(xiàn)，最終形成數(shù)字化的地形圖直觀的展現(xiàn)出來。對(duì)于地形點(diǎn)的采集僅需要一個(gè)人即可完成，這不僅節(jié)約了人力還節(jié)省了大量的工作成本。

4 GPS-RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的局限性分析

GPS衛(wèi)星經(jīng)常受到美國政府限制，衛(wèi)星的實(shí)時(shí)狀況影響到其測(cè)量的準(zhǔn)確度。還有就是在偏遠(yuǎn)的地帶，由于山高林密，GPS信號(hào)經(jīng)常會(huì)被干擾，沒有足夠的衛(wèi)星進(jìn)行定位，就會(huì)產(chǎn)假定位現(xiàn)象出現(xiàn)。

衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量與測(cè)量也有密切關(guān)系。衛(wèi)星信號(hào)還會(huì)受到大氣層干擾，在大氣層的電離子干擾下會(huì)將衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量嚴(yán)重影響，因此，在很多地區(qū)難以通過RTK進(jìn)行測(cè)量工作。

數(shù)據(jù)鏈接還具有局限性的問題。外界環(huán)境非常容易干擾無線電信號(hào)，很多的高山與密林，高大建筑物還有很多的信號(hào)污染容易導(dǎo)致RTK數(shù)據(jù)鏈接失敗，其受限的情況下難以發(fā)揮其應(yīng)用。通過衰減的信號(hào)進(jìn)行傳輸，由于信號(hào)干擾，其頻率也發(fā)生了較大的偏移，這些情況直接會(huì)影響到RTK的測(cè)量精度及測(cè)量范圍。

5 GPS-RTK技術(shù)在水利工程應(yīng)用中發(fā)展前景

這一技術(shù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量由于受到較多因素影響，所以提高GPS-RTK技術(shù)測(cè)量的質(zhì)量是進(jìn)行該技術(shù)研究的重要方向。為了提高測(cè)量精度，避免更多的失誤，進(jìn)行有效的測(cè)量質(zhì)量控制勢(shì)在必行，主要的控制手段有以下幾點(diǎn)：

（1）及時(shí)校正點(diǎn)。通過檢查已知點(diǎn)的正確性來確認(rèn)測(cè)量區(qū)域的準(zhǔn)確性，并進(jìn)行RTK測(cè)量點(diǎn)的校正。通過初始化的設(shè)置，重新測(cè)量兩個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行RTK點(diǎn)的控制點(diǎn)測(cè)量，進(jìn)行多次比對(duì)后，確認(rèn)誤差可以接受，才能正式的進(jìn)行GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量。

（2）控制電臺(tái)的頻率。RTK測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備是電臺(tái)，保證電臺(tái)頻率是成功進(jìn)行測(cè)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。不同的地形有不同的電臺(tái)頻率，這對(duì)于傳輸數(shù)據(jù)意義重大。

由于當(dāng)前GPS測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用，RTK技術(shù)又是從其基礎(chǔ)上的改進(jìn)技術(shù)，其比傳統(tǒng)的測(cè)量方式具有更加突出的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

RTK 應(yīng)用于水利工程方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但是，還應(yīng)注意儀器的選擇，應(yīng)該帶有抑徑板天線的接收機(jī)，測(cè)站點(diǎn)的選擇應(yīng)該符合GPS 測(cè)量規(guī)范要求，應(yīng)該避其短處，發(fā)揮其長處為我所用[2]。

6 結(jié)語

GPS-RTK技術(shù)是應(yīng)用于水利測(cè)量的新技術(shù)，其極大地降低了傳統(tǒng)測(cè)量方式的困難，而且最大程度的提高了測(cè)量的效率和精度，隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展，必將會(huì)不斷地改善其目前的弊端，逐步開拓更加廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]陶歆貴.GPS RT K 技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].銅業(yè)工程，2007（2）：10-12.

[2]李安康.GPS RTK 技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用探析[J].黑龍江水利科技，2014（6）：183-184.