GPS RTK技術(shù)在水利工程測繪中的應(yīng)用分析

李旭順（廣東水電二局股份有限公司，廣州 511340）

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GPS RTK技術(shù)在水利工程測繪中的應(yīng)用分析

李旭順
（廣東水電二局股份有限公司，廣州 511340）

摘 要：本文將對GPS-RTK技術(shù)基本原理以及GPS-RTK技術(shù)在水利工程測繪中的應(yīng)用優(yōu)勢展開論述，并分析GPS-RTK技術(shù)在水利工程測繪中的具體應(yīng)用，以供廣大同行參考。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；水利工程測繪；應(yīng)用

1　GPS-RTK技術(shù)基本原理的概述

RTK（Real - time kinematic）即實時動態(tài)差分法，其能夠有效結(jié)合載波相位測量以及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是一項新型的GPS測量方法。RTK技術(shù)主要是由流動站接收機(jī)、基準(zhǔn)站接收機(jī)以及數(shù)據(jù)鏈三方面內(nèi)容組合而成，其主要是建立在實時處理流動站與基準(zhǔn)站的載波相位的基礎(chǔ)之上，通過已知基準(zhǔn)點（高等級點）GPS接收機(jī)來對可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)、實時的觀測，并將測距所得數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過無限數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)傳輸?shù)搅鲃诱?，再由流動站依照相對定位原理將接收所得的GPS信號實時計算出流動站的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級的定位精度。GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用給地形測量、工程放樣以及各項控制測量帶來了便利，在很大程度上提升了外業(yè)作業(yè)的效率。

2　GPS-RTK技術(shù)在水利工程測繪中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1作業(yè)條件要求低

應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)時，只需要能夠接受到手機(jī)信號或是達(dá)到“電磁波通視”要求即可，而不需要求兩點間滿足光學(xué)通視。相較于普通測量方式而言，GPS RTK技術(shù)受氣候條件、照明程度、能見度以及通視條件影響較小，即便在通視受限或兩點間無法通視、受高層建筑阻擋或樹林密集、地形復(fù)雜達(dá)到條件下，依舊能夠采用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量。

2.2定位精度高

采用GPS-RTK技術(shù)測量時，是獨立采集各個測點數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信息可靠、準(zhǔn)確，沒有累計誤差的出現(xiàn)。然而，普通的測量方法則存在累計誤差的情況，通常使用同控制點施測或平差消除法來控制測量準(zhǔn)確度。在采用GPS-RTK技術(shù)測量時，只需要在特定作業(yè)半徑范圍內(nèi)，且符合基本的GPS -RTK工作條件，信號充足、移動站可以大致對中、基準(zhǔn)站能精確整平對中的情況下，通過GPS -RTK技術(shù)所測量的數(shù)據(jù)均能達(dá)到厘米級高精度。

2.3自動化程度高

GPS-RTK技術(shù)具有兼容性好、集成化程度高的特點，極易連接計算機(jī)，能夠裝載各類測繪軟件，并將數(shù)據(jù)快速導(dǎo)入到繪圖軟件當(dāng)中，大大減少人工工作量，減少由于人為失誤而產(chǎn)生的誤差，在很大程度上提高了作業(yè)的精度。

2.4作業(yè)效率高

在普通地形地勢下，設(shè)立基準(zhǔn)站一次就能夠完成4km半徑范圍內(nèi)的線路勘測、放樣以及地形圖測量等測量工作，在極大程度上減少普通測量所需的控制點數(shù)量，并減少了布設(shè)圖根控制網(wǎng)這類測繪工作，并且減少搬動測量儀器的次數(shù)。

3　GPS-RTK技術(shù)在水利工程測繪中的具體應(yīng)用

3.1水下地形測量

水下地形情況對于水利工程建設(shè)有著重要的影響，然而由于水下地形是無法通過肉眼來判斷，并且具有較大的復(fù)雜性，因此水下地形測量是水利工程測量難度最高的一個環(huán)節(jié)。普通的水下地形測量方法主要有全站儀配合測深儀、三桿分度儀以及六分儀等。但是普通的測量方法具有工作量較大、需要較大的人力資源，并且測量范圍較為局限，測量精度不高等缺點。近年來，越來越多的水下地形測量作業(yè)都采用了GPS-RTK技術(shù)，主要包括海洋測量軟件、中海達(dá)數(shù)字單（雙）頻測深儀、徠卡GPS530動態(tài)GPS等給水下地形測量帶來了極大的便利。通常情況下，在水下地形測量中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)主要分為以下幾個步驟：首先，連接計算機(jī)、測深儀以及GPS。其次，采用導(dǎo)航軟件定位測量船，且引導(dǎo)測量船航行于特定的測量斷面上，再由測深儀與GPS把實時檢測到的數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)中。最后，通過海洋測量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并生成水下地形圖或是導(dǎo)出*.dat文件，接著采用南方測繪cass7.0地形地籍成圖軟件將水下地形圖繪制出來。根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在水下地形測量中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)能夠有效減少工作量，降低工作周期，極大程度的提升了測量的精準(zhǔn)度。不僅如此，繪制而成的水下地形圖還為建立與管理地理信息系統(tǒng)提供了有利的條件。

3.2加密控制點測量

控制測量是開展測量工作前的首要環(huán)節(jié)。由于我國絕大部分水利工程建設(shè)都位于較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，相對而言高等級控制點數(shù)量偏少。在傳統(tǒng)的測量方法中，往往是通過三角網(wǎng)測量以及測距儀導(dǎo)線來進(jìn)行測量，測量所得數(shù)據(jù)受外界因素影響較大，測量精度往往得不到保證，并且工作效率普遍不高。然而在水利工程測量中應(yīng)用GPS-RTK加密控制點的測量，能夠大大簡化工作流程，并且對工作環(huán)境無過高要求，僅需在測量卻與15km內(nèi)，且具有3個或以上的高等級測量控制點即可，平均測量30～40個加密控制點每天，具有較高的工作效率。

3.3數(shù)字化地形圖測量

在水利工程測量過程中，采用GPS-RTK技術(shù)的實時獲得坐標(biāo)結(jié)果以及快速定位的優(yōu)勢，能夠在特定測量環(huán)境中測量地形。并利用數(shù)據(jù)采集的功能來測量地形點，或是結(jié)合實際地形來進(jìn)行測量設(shè)定。最后將所采集到的地形點進(jìn)行成圖處理一生產(chǎn)數(shù)字化管道地形圖。在此過程中可以單人完成地形點的采集工作，大大減少了工作周期與人力資源的使用。

3.4施工放樣測量

在水利工程測量過程中，采用GPS-RTK技術(shù)隨機(jī)軟件中放樣的功能來進(jìn)行曲線、直線以及點的放樣，將實現(xiàn)設(shè)定好的已知坐標(biāo)輸入，并以此作為目標(biāo)點與參考點。將流動站實際所處位置坐標(biāo)作為修正點，將目標(biāo)點與修正點間所出現(xiàn)的偏移距離在電子手簿屏幕上以圖形的方式顯示出來，并依照指示移動流動站，直至達(dá)到規(guī)定的精度為止。除此之外還能夠采用與上述方法相同的方法來來尋找已知坐標(biāo)點。

4　結(jié)束語

總而言之，相較于傳統(tǒng)測量方法而言，GPS-RTK技術(shù)具有較為明顯的優(yōu)勢。在水利工程測繪中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)不但能夠突破測量過程中的地理環(huán)境以及氣候條件的限制，而且還能在極大程度上減少了物力與人力的投入，大幅提升水利工程測繪效率以及測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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［3］杜珍應(yīng).GPS RTK技術(shù)在水利工程控制測量中的精度分析［J］. 煤炭技術(shù)，2007，26（05）：118-119.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.081