GPS-RTK在河流沿岸加高改造工程中的應(yīng)用

賈家琳，靳 祠

(1.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系，四川 崇州，611231；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都，610059)

GPS-RTK在河流沿岸加高改造工程中的應(yīng)用

賈家琳1，靳 祠2

(1.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系，四川 崇州，611231；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都，610059)

加高改造工程GPSRTK高程異常

1 工程概況

成都市清水河沿岸部分地段一側(cè)加高工程建設(shè)，目的是以防止河水沖上岸，影響附近居民的正常生活。該工程測量的主要任務(wù)，是測出這部分地段的高程與對岸特征點的高差，生成斷面圖，用于計算填方量。

清水河部分地段測區(qū)呈帶狀，長約3km，沿岸樹木茂盛，通視效果較差，但是上空相對較為空曠，房屋離岸邊相對較遠，沒有大型的電磁波干擾源，沒有高壓電線。

本次測量使用中海達V8型的RTK一套(一個基準(zhǔn)站，兩個流動站)，NikonDTM-530全站儀一臺，成圖軟件使用的是CASS7.1。

2 GPS RTK的工作原理

GPS-RTK技術(shù)的工作原理，是實時地將至少兩臺測站的載波相位觀測量進行差分處理的定位方法。在進行GPS-RTK工作時，既要收集衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)，也要將觀測到的數(shù)值和站點坐標(biāo)信息進行整理，并將整合后的信息傳送給流動站。流動站需要對衛(wèi)星觀測信息進行有效采集，并且同時將收取到來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈信息在系統(tǒng)內(nèi)進行分析處理。兩組數(shù)據(jù)分別來自采集和接收，再對這兩組數(shù)據(jù)進行實時載波相位差分的處理，最后得出一個精確的定位信息。差分處理是RTK數(shù)據(jù)處理的一種最主要的方法，它是將基準(zhǔn)發(fā)出的數(shù)據(jù)信息即載波相位傳送給流動站，并由流動站的工作人員將這些數(shù)據(jù)進行求差解算坐標(biāo)。

3 GPS RTK在河道斷面測量中的應(yīng)用

此測區(qū)無已知點，故采用假定兩個已知點，利用全站儀測定兩點的相對位置關(guān)系，給出兩點的假定坐標(biāo)。RTK作業(yè)的具體做法如下：

(1)在測區(qū)河岸旁相對較高處架設(shè)好并啟動基準(zhǔn)站，測出基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)及大地高；

(2)啟動流動站，輸入流動站的天線高。在基準(zhǔn)站和流動站同步接收到衛(wèi)星顆數(shù)超過5顆并且無線電數(shù)據(jù)通信正常后進行初始化，在流動站顯示固定解后即可開始工作；

(3)利用兩個假定坐標(biāo)的已知點進行點校正，根據(jù)四參數(shù)法+高程擬合，反算出基準(zhǔn)站點假定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)及正常高。必須注意查看尺度比，當(dāng)尺度比在0.9999～1.0001之間，即可開始進行河道斷面測量，否則要重新采集或者檢查已知點的正確性。

該測區(qū)是狹長帶狀且沒有控制網(wǎng)，如果使用全站儀測量，要先進行導(dǎo)線測量布設(shè)控制網(wǎng)，再進行斷面測量，這樣要架設(shè)很多站，這種測量工作既費時又費力，工作效率極低。因此，本次測量我們采用RTK技術(shù)直接測量斷面點。由于沒有完整的GPS控制網(wǎng)，且考慮到本項目為小比例尺測量，因此必須嚴(yán)格控制解算后的尺度比在0.9999～1.0001之間，以此保證高程異常差值在允許范圍內(nèi)。

最終用全站儀檢測了個別點，其高程精度都達到了厘米級。因此我們可以相信，只要在衛(wèi)星狀態(tài)比較理想、信號條件比較好、外界影響比較小時，使用GPS-RTK測高程都應(yīng)該能夠達到厘米級的水平，可以滿足此次工程的精度要求。

4 應(yīng)用建議與總結(jié)

4.1 使用RTK測量對信號要求較高。當(dāng)附近有許多樹木、房屋遮擋或者有高壓電線時，最好選用電臺模式(該模式相對信號強度較大)。最好選擇最佳作業(yè)時段，以減少測量誤差。

4.2 誤差隨距離的增大而增大，如選擇電臺模式，信號也會隨著距離的增大而減弱，因此流動站與參考站的距離不宜太遠，一般超過5km，建議重設(shè)基準(zhǔn)站。

4.3 由于RTK設(shè)備相對較多，建議工作前一定要檢驗儀器是否帶全帶夠，是否都能夠正常工作，以免耽誤測量進度。

4.4 在進行RTK工作時，最好帶上全站儀，往往在個別沒有信號或者不方便的時候，還可以利用全站儀進行測量。比如此次測量，需要對岸個別點來了解兩岸的相對高差，如果用RKT測量，必須將流動站拿到對岸(交通極不方便)，此時我們用RKT做了支點，再利用全站儀的免棱鏡功能很輕松地測得了對岸個別點的高程。

4.5 利用RTK進行河流沿岸加高改造工程測量十分方便，可以大大提高作業(yè)效益和測量精度，減少野外控制測量的工作。但當(dāng)流動站信號失鎖，無法達到固定解，或者不方便到達的地方，還是需要利用全站儀進行作業(yè)，所以RTK技術(shù)還是不能完全取代常規(guī)測量。

〔1〕徐紹銓，張華海，楊志強等.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.7.

〔2〕黃丁發(fā)，熊永良，周樂韜等.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

〔3〕趙建虎，周豐年，張紅梅.船載GPS水位測量方法研究[J].測繪通報，2001.8(增)：1～3.

〔4〕惠武權(quán).GPS-RTK技術(shù)在河道測量中的應(yīng)用[J].中國水運，2014，1(1)：318～319.

〔5〕孫振輝.RTK技術(shù)在河道測量中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，10(30)：356～357.

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賈家琳(1983-)，女，講師，研究方向為測繪工程、GNSS定位測量。