GPS RTK技術在水利工程控制測量中的應用

張梅

【摘? 要】近年來，隨著國家經濟體制改革的不斷深入，國民生活質量顯著提高。在新時期背景下，國家開始提高對水利工程的重視，加大資金投入，擴大發展規模。但是因為我國大部分的水利工程都處于偏遠地帶，無法設置過多的高等級測控點，對于我國水利工程控制測量的發展有著不利影響?；诖?，本文對GPS-RTK技術在水利工程控制測量中的實際應用開展研究工作，首先分析GPS-RTK技術的原理，并提出在實際工程測量中的具體應用，最后展望GPS-RTK技術日后的應用前景。

【關鍵詞】GPS-RTK技術;水利工程;控制測量

引言

現階段，我國處于經濟飛速發展階段，為了更好的促進經濟發展，提高人們生活水平，國家開展推出一系列政策推動水利工程產業發展，增加投資，每一年都會有大量的水利工程建設。但是由于許多的水利工程建設都位于偏遠山區，只可以安置少量的高等級控制點，這樣會對日后的水利工程控制測量工作帶來非常大的困擾。近年來，隨著科學技術的革新發展，GPS技術得到有效提高，GPS-RTK技術的應用范圍進一步擴大，憑借其優良的性能特點，逐漸成為當代社會主流的測量方法，真正意義上提高了工程控制測量的效率以及精準度。本文針對GPS-RTK技術在水利工程控制測量中的具體應用進行研究分析，希望可以對GPS-RTK技術有著更為深刻的認知和理解，也為同行業工作者提供科學參考。

1.GPS-RTK技術原理

所謂GPS-RTK技術，就是一種載波相位動態實時差分定位測量系統，主要是由數據鏈、流動站和基準站所構成。其中，流動站可以接受信號的同時利用數據鏈來對基準站所傳輸出來的信號進行接受，并使用RTK軟件來對數據信息進行相位差分處理，最后計算出流動站的測量精度和三維坐標，在此過程中，基準站對所有可見的GPS衛星進行全程跟蹤?；赗TK模式下，通過數據鏈，基站可以將所監測到數據信息進行整合最后統一傳輸給移動站[1]。另外，移動站不單單只具有數據接收的功能，還要負責GPS觀測數據的采集工作，而且要在其系統內部組成差分觀測值以便后續的分析處理，在此過程中還要給出相應的毫米級定位結果。移動站能夠在動態或者靜態的環境下完成周模糊度的搜索求解。當整周未知數固定以后，可以對各個歷元進行實時處理，只需要確保有四個及以上的衛星進行相位觀測值的跟蹤以及必要的幾何圖形，此時移動站能夠在任何時候給出相應的毫米級定位結果。項目工程控制測量所常用的GPS-RTK測量系統一般有三個組成部分：軟件系統、GPS接收設備和數據傳輸系統。

2.GPS-RTK技術在水利工程控制測量中的具體應用

2.1河道地形圖測量

針對河道地形圖開展控制測量工作時，因為水下地質條件和地形都比較特殊復雜，單單依靠肉眼根本無法準確觀測。所以，在水利工程控制測量中，河道地形測量工作是最具有難度的環節。對于水利工程建設而言，河道地形資料是否完整準確，直接影響到最終的測量結果。在實際工作中，比較傳統的測量方式就是利用六分儀、三桿分度儀和全站儀這幾張測量儀器，在搭配測深儀混合應用。但是有一點需要注意，就是傳統的測量技術具有幾個問題，比如精度不高、測量范圍有限等。隨著社會的發展，GPS-RTK技術得到有效提高，并在河道地形圖測量中有著非常良好的應用。具體包括：中海達數字單頻測深儀、河道測量軟件等，再利用GPS-RTK技術來對河道地形圖進行測量時，具體的測繪步驟為：先將各種測量儀器和電腦進行連接，再利用導航軟件對測量電進行定位，根據測量要求，不斷移動測量點，在利用測深儀和RTK將測得數據導入到電腦中，最后利用河道測量軟件進行匯總處理，制作出河道地形圖。利用GPS-RTK技術，大大縮減了作業時間，也讓河道地形圖的精準度得到提高。

2.2水下地形測量

對于水利工程而言，水下地形情況的檢測也是非常重要的。同樣，水下地形復雜多變，具有較高的測量難度，常見的水下測量方式主要是應用六分儀、三桿分度儀和測深儀等，再利用全站儀搭配使用，最終完成測量工作[2]。但是這種常規的測量方式具有一定的局限性，不但耗費大量的人力資源，而且測量精度也得不到保障。在引入GPS-RTK技術以后，水下地形測量工作的精準度大大提高，補足了傳統測量方式的缺點。在實際工作中，利用GPS-RTK技術來對水下地形進行測量可以分為幾個步驟：第一，與GPS、測深儀和計算機相連接。第二，利用導航軟件來對測量船進行定位，同時引導其在特定的測量斷面上航行，之后利用測深儀和GPS將所監測的實時數據傳輸到計算機中。第三，利用海洋測量軟件對收集的數據信息進行處理分析，生成水下地形圖并將文件以.dat格式導出，通過南方測繪cass7.0地形地籍成圖軟件繪制出水下地形圖。據最新數據統計，應用GPS-RTK技術來完成水下地形測量工作，可以大大縮減測繪人員的工作量，減少工作周期，并且能夠極大程度的提高測量精準度。

2.3加密測量控制點

在水利工程測量之前，必須要做的一項工作就是控制測量。在我國，水利工程減少一般都集中在偏遠地帶，難以布置較多的高等級控制點，只是依靠傳統的測距儀和三角網檢測是遠遠不夠的，其精準度和測量范圍非常有限，而且很容易受到周邊環境的影響，導致作業效率和質量大大降低。在應用GPS-RTK技術以后，可以對控制點進行加密測量，操作便捷簡單，而且對于周邊環境的要求非常低，只需要在測量范圍內具有三個高等級測控點即可，通常情況下測量范圍都在15千米左右，經過實踐研究，該方式相比傳統測量方式，在加密測量控制點方面有著超高的工作效率。

2.4線路測設

在整合數據信息以后，設計人員結合相應的大比例尺地形圖開展設計工作，在設計過程中，需要完成中線測設工作，也就是利用設計中線坐標來對道路中線的三維坐標進行確定。在這個方面，GPS-RTK技術有著非常明顯的技術優勢，首先將中線坐標導入到儀器手薄中，確定放樣中線點，同時GPS RTK手薄會自動顯示出放樣中線點的位置信息，并且發出提醒信息，測繪人員可以通過提示完成相應的中線測設工作。為確保放樣的精準度，在開展工作之前，和放樣中期以及放樣結束都應該對已知控制點進行精度檢測。因為GPS-RTK測量不存在累計誤差，而且每個中線點測設工作均可獨立完成，所以有著較高的精度。但是，有一點需要特別注意，就是在利用GPS-RTK技術進行測量時，測繪數據可能存在一定的偏差，所以在工作開展之前，要做好充分的準備工作，確保各項儀器能夠正常應用。

3.結論

總而言之，通過本文的研究，可以明顯的看到，在采用GPS-RTK技術以后，水利工程控制測量的工作效率和測繪結果的精準度都得到大大提升。并且隨著科學技術的革新發展，GPS-RTK技術得到進一步創新，受到各行各業的廣泛認可。但是有一點需要注意，就是在實際測量中，GPS-RTK技術仍然具有一定的局限性，可能測繪結果出現一些偏差。所以，在測量工作開展之前，要對所應用的設備儀器進行全面檢查，保障其能夠正常使用。除此之外， 在實際測量前還需要注意技術應用的規范性。規范合理的操作可以有效避免外界因素的干擾，還可以減少誤差，提高GPS RTK技術在水利工程控制測量中的精準度。

參考文獻

[1]莫家玉.GPS-RTK技術及其在水利工程測量中的應用問題研究[J].科技視界，2015，000（001）：154-154.

[2]馮文軍.水利工程控制測量中GPSRTK技術的應用與精度分析[J].黑龍江水利科技，2017（8）.