探析GPS—RTK技術在水利工程放樣中的運用

劉曉勇

摘要：水利工程建設，是我國重要的基建領域，進行測量放樣應當屬于不可或缺的工程要點，應當因地制宜選擇相應的放樣測量手段，其中典型就在有GPS—RTK技術。與傳統(tǒng)的放樣手段進行對比，GPS—RTK技術本身具備簡便、快捷與精確的獨特技術優(yōu)勢，因而能夠適用于當前的各類水利建設。測量技術人員需要關注GPS—RTK的放樣與測量技術、明確放樣操作的要點。

關鍵詞：GPS—RTK技術;水利工程放樣;具體運用

從本質(zhì)上講，GPS—RTK技術融合了實時動態(tài)定位以及全球定位系統(tǒng)的雙重技術手段，進而構建了精確度更高的工程測量體系。在GPS—RTK手段的輔助下，在水利工程中可得出精確性及時的放樣與測量結論，大力推進水利工程的進程，在客觀上需要依賴于GPS—RTK的手段與技術，能夠簡化整個放樣測量流程并且保障測量數(shù)值的精確性。

一、GPS—RTK技術的特征及其內(nèi)涵

GPS—RTK技術融合了RTK（實時動態(tài)定位）以及GPS（全球定位技術），構建了全新的測量放樣體系。從工程定位以及工程測量的視角來講，運用GPS手段可以實現(xiàn)搜集并且測定動態(tài)參數(shù)的目的，據(jù)此給出工程建設的必要技術參照^[2]。與此同時，運用RTK手段可以達到動態(tài)性與實時性的工程定位目標，此項技術涵蓋了流動站以及基準站用于提供測量定位支撐。在上述兩項技術融合的狀態(tài)下，應當能在根源上達到精確解算工程基線以及提升觀測信息質(zhì)量的最終目標，對于冗余觀測也能予以全面減少并且大大縮短了觀測時間。

具體而言，GPS—RTK的測量體系應當包含系統(tǒng)流動站、系統(tǒng)基準站、系統(tǒng)通訊部分以及其他相關部分^[3]。在此基礎上，測量技術人員首先需要設置已知點，并且確保該點坐標能夠符合精確性，然后在已知點的位置上布置基準站。系統(tǒng)流動站以及基準站可以憑借載波相位測定的方式來接收相同的四顆或者更多衛(wèi)星。同時，系統(tǒng)基準站針對當前的接收機運行狀況也能夠借助數(shù)據(jù)鏈予以發(fā)射。此外，基準站能夠發(fā)射的信息還包含了觀測值、測站坐標與衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)等。

此外，系統(tǒng)流動站可以用來觀測實時性的載波相位，對于衛(wèi)星信號予以全方位的接收處理。并且，測量技術人員運用該系統(tǒng)流動站還能實現(xiàn)針對基準站各項數(shù)據(jù)的精確接收，借助數(shù)據(jù)鏈完成上述操作。通過運用實時解算的方式，應當能夠給出相應的基線向量^[4]。經(jīng)由投影計算以及參數(shù)轉換的操作，系統(tǒng)針對流動站坐標就能予以精確運算，據(jù)此達到了避免放樣誤差以及保證測量精確度的宗旨與目的。

由于GPS—RTK技術是接收載波信號，對水平方向的遮擋有一定抗干擾能力，特別能夠適應水利工程地形條件復雜、通視往往條件不夠的特點;在測量過程中，能夠自動解算，與傳統(tǒng)經(jīng)緯儀、全站儀、水準儀相對，減少了在現(xiàn)場施測人員的數(shù)量，大大減輕了測量強度。

二、關于水利工程放樣運用GPS—RTK技術的具體要點

從目前現(xiàn)狀來看，水利工程測量以及工程定位領域已經(jīng)能夠全面采用GPS—RTK作為主要測量手段，并且據(jù)此展開實時性的工程測量與定位。這是因為，GPS—RTK作為測量放樣的重要手段有助于保障測量速度與定位精度，與此同時，經(jīng)過對測量軟件的開發(fā)運用，還能妥善處理某些難度較大的工程放樣難題。通過靈活的測量放樣方式，能達到靈活布置各個測量點位以及降低網(wǎng)點密度的目的，并且還能限定于厘米級的測量定位精度。具體在實踐中，水利工程放樣與GPS—RTK技術的全面融合應當包含如下要點：

（一）對于工程控制網(wǎng)進行全面的構建

GPS—RTK技術測量在工程測量中的運用展開前，首先應該布設控制網(wǎng)。這是由于，工程測量只有依賴于上述的工程控制網(wǎng)才能得以全面展開^[5]。測量控制網(wǎng)在以布置時要緊密結合水利項目規(guī)模以及工程性質(zhì)，妥善確定相應的控制網(wǎng)精度以及網(wǎng)型。

通常情形下，布置工程控制網(wǎng)應當能保證其符合較大的點位密度、較小的網(wǎng)絡覆蓋面以及較高的工程控制精度，還要求能夠縮短總體的測量作業(yè)時間，從而達到減少點位限制的目的。

在傳統(tǒng)的控制網(wǎng)測量方式下，技術人員習慣于布置三角鎖形狀的控制網(wǎng)。但是不應忽視，針對工程測量如果選擇了此類控制網(wǎng)，那么很易累積測量誤差，尤其是針對縱向較長并且橫向較窄的特殊河流而言。與之相比，建立于GPS手段之上的工程控制網(wǎng)可以省略通視操作，同時也顯著延長了原有的三角鎖網(wǎng)絡。此外關于坐標控制而言，運用GPS手段還能達到有效控制距離較長線路坐標的目的，并且減少了其中的測量誤差以及工程控制誤差。

（二）開展工程測量放樣操作

工程放樣操作構成了整個水利建設賴以全面開展的根本前提，針對護岸工程等類似的線形、帶狀工程以及其他水利工程都要關注前期開展的放樣操作。在很多情形下，需要保證較高的測量放線進度，同時也要緊密結合特殊工程予以開展^[6]，實時對工程現(xiàn)場進行監(jiān)控。

結合工程的實際需要，經(jīng)過不斷對軟件進行開發(fā)，實現(xiàn)了對點、直線、有完整參數(shù)的圓曲線、回旋線等的測量、放樣工作。

針對直線放樣而言，全面施行放樣操作應當側重于確定放樣直線，并且在直線位置上布置相應的放樣點，以便于達到避免放樣誤差的最終目標。

與直線測量放樣進行對比，點測量放樣是最基本的測量工作。在原始地形測量過程中，要適應于河道孤石或者河道點較多的點，這是由于，上述河道受到船舶掉落物品以及河段沖刷引發(fā)的影響，需要對此進行較多的測量放樣工作。如果GPS測量手段，則可以在較短時間里完成掃床操作，進而達到提升放樣工作效率的目標。

測量放樣工作進度、質(zhì)量是項目工程進度、質(zhì)量的重要組成部分。每一個測量作業(yè)內(nèi)容，需要事先完成內(nèi)業(yè)，收集工程幾何尺寸、線型參數(shù)，計算復核等工作為外業(yè)做好必要的準備。目前市場上成熟的GPS-RTK技術測量設備較多，各有特點，在實際操作步驟上存在一定的差異，需要我們測量放樣操作技術人員不斷學習摸索，完全撐握測量儀器的各項性能，最在限度地挖掘其潛力，為水利工程快捷可靠地提供測量成果，完成測量技術人員的本質(zhì)工作。

（三）消除放樣測量的誤差

放樣測量操作通常都很難徹底避免測量誤差的出現(xiàn)，因此就要借助相應手段與措施來實現(xiàn)針對放樣誤差的全方位控制。具體在放樣操作的相關實踐中，應當將關注點集中于減小誤差，確保能夠靈活選擇差分法計算或者相對定位法來進行誤差消除的操作，同時按測量規(guī)程規(guī)范，保質(zhì)保量的完成對控制網(wǎng)的復核、對測量儀器進行年檢校核標定。

在實際操作過程中，要加強測量人員之間交叉復核等常規(guī)工作;要關注測量周邊環(huán)境的變化，對于可能影響GPS-RTK儀器正常使用的高壓電線、雷達、強磁場等，要盡量避開;天線遮擋物要妥善避開，對于衛(wèi)星仰角以及觀測時間段都要予以靈活選擇，并且緊密結合當前地形狀況來完成實時性的參數(shù)轉換。

結束語：

經(jīng)過分析可見，水利工程測量放樣運用GPS—RTK技術有相當?shù)膬?yōu)勢。這主要是由于，GPS—RTK作為全新的測量手段能夠完成實時性的精確測量定位，同時還能保障工程放樣的全過程具有動態(tài)性。由于水利工程的差異性較大，相對于公路、鐵路、電力工程，在測量放樣軟件開發(fā)上有較大的差距，在未來水利工程放樣實踐中，需要不斷改進、優(yōu)化，服務于水利工程整體建設質(zhì)量的全面優(yōu)化。

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