GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測(cè)量中的應(yīng)用

解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬

（長(zhǎng)江航道測(cè)量中心）

GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測(cè)量中的應(yīng)用

解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬

（長(zhǎng)江航道測(cè)量中心）

GPS定位技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，并憑借其高效、準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代航帶測(cè)量中，同時(shí)GPS RTK測(cè)量技術(shù)也依靠其高精度、高實(shí)用性能，改變了傳統(tǒng)的航道測(cè)量方式，提高了航道測(cè)量的效率和精度，有效節(jié)約了測(cè)量時(shí)間，推動(dòng)航道測(cè)量步入了全新的時(shí)代。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

GPS；RTK；電子經(jīng)緯儀；航道測(cè)量

傳統(tǒng)航道測(cè)量運(yùn)用三角導(dǎo)線、全站儀測(cè)距導(dǎo)線、交會(huì)法等為主要的測(cè)量方式，測(cè)量效率低、進(jìn)度慢，并且人力、物力、時(shí)間的耗費(fèi)大。然而GPS測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展與RTK技術(shù)的興起，為航道工程測(cè)量提供了全新的發(fā)展契機(jī)，RTK即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，其測(cè)量精度可達(dá)到20mm＋2ppm，該技術(shù)的水下地形測(cè)量中的應(yīng)用，不僅避免了航道測(cè)量過(guò)程中對(duì)時(shí)間的浪費(fèi)，并在很大程度上提高了航道測(cè)量的精確度與可靠度。在實(shí)際的航道工程測(cè)量中，利用電子經(jīng)緯儀與GPS RTK相配合，可以在花費(fèi)極少，但是精度極高的情況下完成航道測(cè)量，進(jìn)一步保障航道測(cè)量的精確與高效。

1 GPS RTK技術(shù)與電子經(jīng)緯儀

GPS技術(shù)由地面檢測(cè)站、空間衛(wèi)星、用戶設(shè)備構(gòu)成，可全天性、實(shí)時(shí)性、連續(xù)性的進(jìn)行導(dǎo)航定位，為用戶提供三維坐標(biāo)。RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）是基于載波相位觀測(cè)的實(shí)時(shí)差分技術(shù)，以無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的建立保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。RTK技術(shù)的工作原理為選取高定位精度的控制點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，架設(shè)接收機(jī)為參考站，連續(xù)觀測(cè)衛(wèi)星，接收機(jī)一方面接收衛(wèi)星信號(hào)，另一方面借助無(wú)線電傳送設(shè)備對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并通過(guò)藍(lán)牙與流動(dòng)站和電腦相連，再利用相對(duì)定位原理計(jì)算出流動(dòng)站的測(cè)量精度，顯示出三維坐標(biāo)，RTK技術(shù)可測(cè)量碎部地形點(diǎn)。

普通經(jīng)緯儀利用內(nèi)置度盤對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量，在讀數(shù)顯微鏡中會(huì)顯示出角度值，讀數(shù)時(shí)易產(chǎn)生誤差。而電子經(jīng)緯儀為光學(xué)電子儀器，利用電子度盤測(cè)量角度，在屏幕中讀取數(shù)據(jù)，這種儀器簡(jiǎn)單輕便，直接在顯示屏讀取數(shù)據(jù)，直觀準(zhǔn)確。電子經(jīng)緯儀的工作原理為，架設(shè)測(cè)量?jī)x器，測(cè)量角度與距離對(duì)測(cè)量點(diǎn)的位置和高程進(jìn)行確定，圖版、花桿結(jié)合電子經(jīng)緯儀可測(cè)量碎部地形點(diǎn)。

2 GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在實(shí)際航道測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 工程概況

2010年10月澮河祁縣船閘通航，但祁縣閘與南坪閘間19km的航道長(zhǎng)期以來(lái)不同航，此航段需按照四級(jí)航道要求進(jìn)行整治，才能容許500t級(jí)船舶通航。該航道測(cè)量是對(duì)該河段的平面與高程控制、水位觀測(cè)、地形與水深測(cè)量等，以1：20000為其測(cè)量比例尺，以CAD建模成圖，以GPS-C為首級(jí)平面控制，測(cè)量方式為沿河道布設(shè)GPS導(dǎo)線點(diǎn)及圖根點(diǎn)，兩岸陸域地形為200m，測(cè)量面積10km2，水深測(cè)量面積2km2，工期為30個(gè)工作日。測(cè)量設(shè)備為6臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)，2臺(tái)電腦、2臺(tái)電子經(jīng)緯儀、1臺(tái)測(cè)深儀、多套測(cè)量成圖軟件。

2.2 平面控制測(cè)量

結(jié)合測(cè)區(qū)自身特點(diǎn)及航道施工定位、驗(yàn)收及維護(hù)工作的實(shí)際要求，在河道中每隔5km架設(shè)兩個(gè)GPS點(diǎn)，測(cè)量過(guò)程中，架設(shè)1臺(tái)靜態(tài)GPS置于已知點(diǎn)上，架設(shè)2臺(tái)在未知點(diǎn)上，按照這種形式測(cè)量其他已知點(diǎn)。同步觀測(cè)時(shí)間應(yīng)多于45min，已符合GPS測(cè)量要求。最后通過(guò)GPS測(cè)算軟件計(jì)算得出平差結(jié)果符合規(guī)范要求。

2.3 碎部地形測(cè)量

地形測(cè)量時(shí)，200m的地形范圍包括陡坎線至河道水邊線，其中的地形點(diǎn)較多，另外，澮河兩邊樹林繁密，因此，應(yīng)利用RTK結(jié)合電子經(jīng)緯儀的方式進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中可在附近高點(diǎn)架設(shè)起基準(zhǔn)站，在已知控制點(diǎn)對(duì)移動(dòng)站進(jìn)行校正，進(jìn)而獲取校正參數(shù)。在測(cè)站點(diǎn)上架設(shè)電子經(jīng)緯儀，對(duì)碎部點(diǎn)花桿進(jìn)行測(cè)讀，獲得距離、高程、角度等相應(yīng)數(shù)據(jù)，工作人員將其記錄在電腦上，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算后得出各碎部點(diǎn)坐標(biāo)，再由繪圖人員將坐標(biāo)各點(diǎn)繪制到圖紙上，同時(shí)標(biāo)注高程，參照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際繪制出等高線及地物輪廓圖。結(jié)束外業(yè)之后，由內(nèi)業(yè)工作人員將所測(cè)坐標(biāo)繪制到繪圖軟件中，參照現(xiàn)場(chǎng)測(cè)圖將地形勾繪出來(lái)，電子航道地形圖由此產(chǎn)生。

2.4 航道水深測(cè)量

水深測(cè)量利用SED-28型測(cè)深儀結(jié)合RTK技術(shù)，首先進(jìn)行碎部地形測(cè)量，進(jìn)行RTK校正，獲取校正參數(shù)，在測(cè)深桿上方放置GPS移動(dòng)站，并將測(cè)深儀線路連接好，然后，將測(cè)深軟件打開，在其中錄入校正參數(shù)，即可開展水深測(cè)量。航道測(cè)量過(guò)程中，澮河河段基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈可達(dá)到4～5km的傳播范圍，縮短了傳統(tǒng)交會(huì)測(cè)量中花費(fèi)在經(jīng)緯儀前方的搬站時(shí)間。只需在1艘測(cè)深艇上配備1名駕駛員和1人進(jìn)行電腦操作即可，1d時(shí)間便可完成4km2測(cè)量面積。降低了航道測(cè)量作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，緩解了作業(yè)時(shí)的緊張情緒，提高了測(cè)量工作效率，使傳統(tǒng)水深測(cè)量實(shí)現(xiàn)了全新的轉(zhuǎn)變。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，平面定位測(cè)量時(shí)，RTK技術(shù)的測(cè)量精度較為穩(wěn)定，其自動(dòng)記錄與實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)將會(huì)在水深測(cè)量及碎部測(cè)量中凸顯更大的作用。而電子經(jīng)緯儀作為成熟的電子測(cè)量?jī)x器也在碎部測(cè)量方面呈現(xiàn)了積極的主導(dǎo)作用。在實(shí)際航道尤其是野外測(cè)量中，RTK配合電子經(jīng)緯儀更加快捷有效的解決了測(cè)量問(wèn)題，不僅提高了工作質(zhì)量與效率，也在很大程度上降低了作業(yè)成本。GPS技術(shù)的日益精進(jìn)會(huì)促使GPS RTK技術(shù)在航道測(cè)量中擁有更加廣闊的應(yīng)用范圍。

[1]程晉紅.GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].科技風(fēng)，2010（14）.

[2]張紅軍.GPS RTK定位技術(shù)在航道測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2011（04）.

[3]張旭巍.GPS RTK測(cè)繪技術(shù)在航道測(cè)量中的精度分析及實(shí)踐研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2009（01）.

P228.4

A

1004-7344（2016）09-0180-01

2016-3-10

解 遜（1965-），男，湖北武漢人。