GPS RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用淺析

■徐宇

（益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 湖南益陽(yáng)413000）

GPS RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用淺析

■徐宇

（益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 湖南益陽(yáng)413000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加快了各方面的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，基礎(chǔ)工程的建設(shè)與發(fā)展對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求也在不斷提高。傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備在測(cè)量的過(guò)程中受到周圍環(huán)境和作業(yè)條件的限制，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低，測(cè)量的精確度不高。GPS RTK技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這一傳統(tǒng)的測(cè)量難題，彌補(bǔ)了原來(lái)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)要進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理的缺陷，提高了測(cè)量工作的精準(zhǔn)度。本文分析了GPS RTK技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)以及在實(shí)際工作中的應(yīng)用情況，藉此提高GPS RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用水平。

GPS RTK水利工程測(cè)量基本原理應(yīng)用實(shí)踐

GPS不受通視條件的限制，可實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)，正在逐步取代傳統(tǒng)測(cè)量、測(cè)繪方法，在水利工程中的應(yīng)用前景十分廣闊。最新推出的GPS RTK在測(cè)繪方面更加迅速簡(jiǎn)捷，因此受到廣大測(cè)量從業(yè)者的青睞。

1　 GPS RTK技術(shù)工作原理及特點(diǎn)

1.1GPS RTK技術(shù)工作原理

GPS RTK技術(shù)中的GPS即指眾所周知的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀察值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，非常精確。GPS技術(shù)與RTK技術(shù)相結(jié)合，共同組成了GPS RTK技術(shù)體系[1]。RTK技術(shù)的工作原理與觀測(cè)載波有關(guān)，GPS RTK可將觀測(cè)載波采集的數(shù)據(jù)與GPS系統(tǒng)相結(jié)合，從而為工程測(cè)量提供更加全面的定位結(jié)果。GPS RTK主要由兩部接收機(jī)和一部數(shù)據(jù)鏈組成，在水利工程測(cè)量中，兩組接收機(jī)主要負(fù)責(zé)采集并記錄數(shù)據(jù)信息，而GPS則負(fù)責(zé)觀測(cè)信息，GPS接收機(jī)可以收基準(zhǔn)站接收機(jī)信號(hào)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，最后利用求解技術(shù)處理數(shù)據(jù)結(jié)果，得出最終的整周模糊度，只要能保持4顆以上衛(wèi)星相位觀察值的跟蹤和必要的幾何圖形，流動(dòng)站就可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。

1.2GPS RTK技術(shù)特點(diǎn)

GPS RTK之所以能夠在短時(shí)間內(nèi)廣泛應(yīng)用于水利工程測(cè)量，主要取決于其以下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）操作簡(jiǎn)單。GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)的接收機(jī)已經(jīng)日趨小型化，操作難度顯著降低，液晶屏可以實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)操作結(jié)果，啟動(dòng)系統(tǒng)后可以自動(dòng)完成各種觀測(cè)任務(wù)，通過(guò)后臺(tái)處理軟件可以對(duì)測(cè)得的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)的分析，得出觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

（2）無(wú)通視要求。常規(guī)測(cè)量方法對(duì)觀測(cè)點(diǎn)之間的位置關(guān)系具有較高的要求，需要確保觀測(cè)點(diǎn)之間具有良好的通視基礎(chǔ)，GPS RTK技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)就是沒(méi)有特殊的通視要求，任何一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上方都具有廣闊的空間，彼此信號(hào)不受干擾，觀測(cè)點(diǎn)只要能夠接收到衛(wèi)星信號(hào)即可完成定位測(cè)量工作，這一特點(diǎn)使得應(yīng)用GPS RTK技術(shù)測(cè)量選點(diǎn)時(shí)更加靈活方便[2-3]。

（3）不受天氣限制。GPS RTK測(cè)量過(guò)程及測(cè)量結(jié)果不受天氣影響，刮風(fēng)、云霧、雨雪天氣均可進(jìn)行定位測(cè)量工作，這一特點(diǎn)極大地保證了GPS RTK技術(shù)的工作效率。

（4）觀測(cè)時(shí)間短。對(duì)于20km左右的靜態(tài)定位，GPS RTK技術(shù)只需15-20min即可完成測(cè)量工作，流動(dòng)站在1-2min之內(nèi)即可校準(zhǔn)定位。

（5）提供三維坐標(biāo)。GPS RTK技術(shù)不僅能提供觀測(cè)平面位置，還能精確測(cè)量大地高程，從而提供觀測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)[4]。

2　在水利工程測(cè)量中GPS RTK技術(shù)的運(yùn)用

2.1在河道地形測(cè)量中運(yùn)用GPS RTK技術(shù)

水利工程測(cè)量中經(jīng)常會(huì)涉及河道地形的測(cè)量，由于河道在水面以下而且用肉眼無(wú)法觀察，導(dǎo)致河道地形測(cè)量一度成為水利工程測(cè)量的難點(diǎn)。傳統(tǒng)方法測(cè)量河道地形一般需要借助多個(gè)儀器才能完成，常見(jiàn)的如全站儀、測(cè)深儀等，這樣不僅增加了人員設(shè)備的投入量，而且測(cè)量范圍受設(shè)備的影響的較大，導(dǎo)致地形測(cè)量結(jié)果存在諸多缺陷。GPS RTK技術(shù)可有效彌補(bǔ)這一缺陷，提高工作效率。在應(yīng)用GPS RTK技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，一般是現(xiàn)將GPS RTK設(shè)備與電腦連接，利用專業(yè)的導(dǎo)航軟件指揮測(cè)量點(diǎn)不斷移動(dòng)，由GPS RTK將測(cè)得的信息輸入電腦進(jìn)行處理，經(jīng)處理分析后即可自行繪制河道地形圖。

2.2在大比例尺地形圖測(cè)繪中運(yùn)用GPS RTK技術(shù)

在水利工程傳統(tǒng)大比例尺地形圖測(cè)繪中，需要由多名工作人員在多個(gè)測(cè)量層次上協(xié)調(diào)配合才能完成測(cè)繪工作，工作量較大。應(yīng)用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行大比例尺地形圖測(cè)繪無(wú)需多名工作人員配合，只需一名工作人員即可完成測(cè)繪工作，由一人手持接受儀并在待測(cè)地點(diǎn)上停留幾秒，接受儀便可將待測(cè)點(diǎn)的特征編碼錄入到記錄手簿中，最終得到精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)[5]。

2.3優(yōu)化水利勘測(cè)作業(yè)中運(yùn)用GPS RTK技術(shù)

在GPS RTK技術(shù)出現(xiàn)以前，水利工程測(cè)量作業(yè)較為復(fù)雜，GPS的出現(xiàn)與RTK技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)實(shí)現(xiàn)了水利工程的動(dòng)態(tài)測(cè)量，完成了一體化勘測(cè)目標(biāo)。GPS本身具有可擴(kuò)展性和智能性，能為提供所需的良好硬件設(shè)備以及數(shù)據(jù)接入端口。水利勘測(cè)流程分為靜態(tài)作業(yè)和動(dòng)態(tài)作業(yè)兩個(gè)環(huán)節(jié)，兩個(gè)流程環(huán)環(huán)相扣，緊密相連。動(dòng)態(tài)作業(yè)的順利完成需要各個(gè)流動(dòng)站能夠分工明確，其本質(zhì)是擴(kuò)大了RTK技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3　結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，水利工程建設(shè)項(xiàng)目和規(guī)模不斷擴(kuò)大，如何提高工程測(cè)量的效率和精準(zhǔn)度已成為廣大從業(yè)人員的關(guān)注重點(diǎn)。GPS RTK測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)地定位所在位置的三維坐標(biāo)，定位準(zhǔn)確，可實(shí)現(xiàn)全天候的測(cè)量，減輕了測(cè)量人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了測(cè)量的工作效率。

[1]韓其生.GPS-RTK技術(shù)在水利工程渠道測(cè)量中的應(yīng)用研究 [J].北京農(nóng)業(yè),2014,21: 236.

[2]莫家玉.GPS-RTK技術(shù)及其在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用問(wèn)題研究 [J].科技視界, 2015,01:154+210.

[3]王學(xué)會(huì).淺議GPS-RTK技術(shù)在水利工程渠道縱橫斷面測(cè)量中的應(yīng)用 [J].科技與企業(yè),2012,17:168+170.

[4]姚忠松,楊仕華.論GPS-RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中出現(xiàn)的問(wèn)題與處理方法 [J].經(jīng)營(yíng)管理者,2010,08:362.

[5]陳立軍，楊柏?zé)?GPS RTK與聲吶測(cè)深技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用--以蕭圍東線標(biāo)準(zhǔn)海塘塘前水域測(cè)量為例 [J].浙江水利科技,2014,06:74-75.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-130-1