水利工程測量的RTK技術(shù)應(yīng)用分析

摘要：近年來，我國水利工程的建設(shè)受約于復(fù)雜地質(zhì)條件以及地形條件，傳統(tǒng)的測量方法會加重測量成本的增加，因此為滿足測量要求，RTK測量技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文主要概述RTK技術(shù)的原理及優(yōu)勢，分析其在水利測量工程中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù);水利工程;測量;應(yīng)用分析

一、RTK基本原理

RTK技術(shù)隸屬于GPS測量技術(shù)，其包含多個(gè)數(shù)據(jù)鏈、基準(zhǔn)站接收機(jī)以及流動站接收機(jī)。數(shù)據(jù)鏈負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù);基準(zhǔn)站接收機(jī)接受和分析數(shù)據(jù);流動站接收機(jī)收集以及記錄復(fù)雜地區(qū)測量信息。RTK技術(shù)工作原理為：工作人員在基站上安裝GPS接收機(jī)，觀測衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)傳輸至流動觀測站，進(jìn)而計(jì)算準(zhǔn)確的地點(diǎn)（坐標(biāo)位置）。

二、水利測量工程對RTK技術(shù)的應(yīng)用

（一）測量河道地形圖

小平板儀、大平板儀以及全站儀機(jī)器所開展的傳統(tǒng)的測量方法在水利工程地形圖的測量中，逐漸呈現(xiàn)出測量時(shí)間長、測量結(jié)果不準(zhǔn)確、測量范圍有限等多種弊端。革新傳統(tǒng)測量方法需要運(yùn)用RTK技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)測量時(shí)間短，同時(shí)具有較高的測量精度，不需要耗費(fèi)大量的人力物力，便可獲得與河道地形實(shí)際情況相符的地形圖。操作步驟為：用筆記本電腦連接儀器，以便定位測量點(diǎn)位置獲取數(shù)據(jù)并傳輸至電腦，運(yùn)用電腦當(dāng)中的軟件處理數(shù)據(jù)便可獲得數(shù)字化地形圖[1]。

（二）測量加密控制點(diǎn)

RTK技術(shù)應(yīng)用于偏遠(yuǎn)山區(qū)水利工程可以在15km的范圍內(nèi)精準(zhǔn)設(shè)置三個(gè)以上的測控點(diǎn)。測量加密控制點(diǎn)運(yùn)用傳統(tǒng)的距儀導(dǎo)線和三角網(wǎng)方式設(shè)置控制點(diǎn)，不僅設(shè)置有難度，也會造成人力資源的大量消耗，而RTK技術(shù)卻可以免受外界環(huán)境干擾，保證設(shè)置精確度。

（三）測量數(shù)字化地形圖

RTK技術(shù)可通過電腦操控尋找測量點(diǎn)位置進(jìn)行定位，并將獲取的坐標(biāo)結(jié)果回傳電腦進(jìn)行分析。地形測量一方面需要參考當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏?，另一方面也需要結(jié)合數(shù)據(jù)采集功能，將所得的地形點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形，匯總為數(shù)字化測量地形圖。

（四）RTK配合測深儀進(jìn)行水域斷面測量

測量水域斷面需參考地形圖進(jìn)行實(shí)地勘測，根據(jù)所測得各個(gè)斷面基點(diǎn)的3維坐標(biāo)的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，通過內(nèi)業(yè)處理設(shè)計(jì)河道斷面的位置基點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程參數(shù)以及航線。如數(shù)據(jù)有偏差，則可進(jìn)行補(bǔ)測。當(dāng)所有數(shù)據(jù)校驗(yàn)無誤之后，運(yùn)用專業(yè)處理軟件進(jìn)行繪制，方可得到各航段斷面圖形[2]。

三、RTK在作業(yè)中容易出現(xiàn)的問題及解決措施

（一）受限于衛(wèi)星狀況

在使用RTK測量技術(shù)時(shí)，衛(wèi)星可以為測區(qū)提供精準(zhǔn)的測量數(shù)值。但是當(dāng)遇到高山峽谷等特殊地區(qū)，衛(wèi)星無法全面覆蓋信號接受程度差，會直接影響RTK 技術(shù)測量數(shù)據(jù)。為規(guī)避此類現(xiàn)象，一方面可以在測量中輔助星歷預(yù)告，另一方面也可以錯(cuò)開信號不好的時(shí)間段解決受限問題，為提升測量精確度，也可以重復(fù)測量或者是增加校核的次數(shù)。

（二）受限于數(shù)據(jù)鏈傳輸干擾

數(shù)據(jù)鏈可傳輸RTK測量數(shù)據(jù)，但傳輸經(jīng)常被較高的建筑物阻擋，再加之其他高頻電流源的干擾，導(dǎo)致傳輸中斷。為保證傳輸?shù)耐〞承裕梢栽诤０屋^高的區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)站等設(shè)備，不僅可以降低其他物體的阻礙率，同時(shí)也可順暢傳輸。

（三）受限于環(huán)境

電流是RTK 技術(shù)傳播的主要方式，不同時(shí)間段會呈現(xiàn)出不同的空氣稀薄程度。一般在上午11 點(diǎn)之前或是下午3 點(diǎn)以后可不受環(huán)境干擾，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量。而中午時(shí)間段，少量公用衛(wèi)星運(yùn)行再加之受電力隔離層阻礙，所測數(shù)據(jù)不夠完整也會呈現(xiàn)不同的測量效果[3]。

四、參考案例概述

（一）工程概況

本文當(dāng)中所參考的是安徽省黃山市歙縣石潭水電站工程，整個(gè)工程有蓄水工建筑物（攔水壩）、引水建筑物（隧洞）和發(fā)電廠房，引水隧洞4500米，線路需穿過密集的建筑物以及山區(qū)。該地區(qū)降水量豐富，多年平均降水量約1700-1800毫米，主汛期為5-7月，湍急的水流嚴(yán)重阻礙地形圖測量工作。

（二）確定轉(zhuǎn)換參數(shù)

1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)與現(xiàn)有的WGS84 GPS坐標(biāo)系統(tǒng)有較大出入，因此需要進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換。本次工程地形圖的測控點(diǎn)選取安徽省地理信息測繪局所提供的安徽省C級GPS網(wǎng)成果中的4個(gè)已知點(diǎn)。4個(gè)已知點(diǎn)周圍已經(jīng)全部覆蓋整個(gè)測區(qū)。運(yùn)用兩套坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換參數(shù)控制點(diǎn)便可獲得轉(zhuǎn)換參數(shù)[4]。

（三）RTK測量步驟

安裝基準(zhǔn)站與已知點(diǎn)上并設(shè)置流動站保持與基準(zhǔn)站相同的工作模式，開展地形圖測量工作，但前提是需要獲取固定解滿足測量精度要求。

（四）精度分析

下表一便是部分測量坐標(biāo)和已知點(diǎn)坐標(biāo)所測得的測量數(shù)據(jù)比較。再結(jié)合下表二RTK測量坐標(biāo)與全站儀測量坐標(biāo)比較表，可以看出無論是與已知點(diǎn)的坐標(biāo)較差還是與全站儀觀測坐標(biāo)較差，RTK測量皆低于相關(guān)測量規(guī)范要求。因此總的來說，RTK技術(shù)測量精度不僅具有較高的測量精度，同時(shí)也符合工程測量精度要求[5]。

五、結(jié)論

綜上所述，在水利工程當(dāng)中應(yīng)用RTK測量技術(shù)，可為我國水利事業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。該測量技術(shù)獨(dú)有的實(shí)時(shí)性、嚴(yán)謹(jǐn)性及高效性，已遠(yuǎn)超其它軟件技術(shù)。且所測的數(shù)據(jù)精確有效，不需要耗費(fèi)大量人力資源成本，因此在未來我國水利事業(yè)的發(fā)展，還需要與RTK測量技術(shù)相互扶持，共同進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]符忠?guī)?3S測量技術(shù)在水利工程測量中的研究應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010 （08）.

[2]閆界華.淺談RTK在測量中的廣泛應(yīng)用[I]，山西建筑，2011（27）.

[3]黃良，饒蟬RTK測量技術(shù)在基礎(chǔ)控制測量的應(yīng)用與體會[J].中國勘察設(shè)計(jì)，2010 （09）.

[4]閆志剛，張兆龍，趙曉虎.GPS RTK 作業(yè)模式原理及其實(shí)用技術(shù)[J].四川測繪，2001，24（2）：66～69.

[5]伍小華，揚(yáng)玉光，張世越.GPS實(shí)時(shí)動態(tài)RTK測量技術(shù)及在水庫測量中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011 （24）.

作者簡介：

汪華（1968年3月—），男，漢族，安徽歙縣人，大專學(xué)歷，工程師，黃山市歙縣水利局，研究方向：水利水電工程測量、水利工程建設(shè)管理