魏玉濤，王澤祥

（漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局德州水利水電工程集團(tuán)有限公司，山東德州 253000）

在衛(wèi)運(yùn)河治理工程河道清淤施工過程中，計(jì)算河道清淤的工程量需要進(jìn)行河道橫斷面測量。常規(guī)的河道斷面測量方式有經(jīng)緯儀交會法、水準(zhǔn)儀視距法、全站儀延長線法和測距儀斜距法，但上述幾種方法受距離、天氣、通視等條件限制，且工作效率低，嚴(yán)重影響河道斷面測量的質(zhì)量和效率，很難準(zhǔn)確計(jì)算出清淤工程量。而采用實(shí)時(shí)動態(tài)測量技術(shù)GPS－RTK進(jìn)行河道斷面測量，可以提高斷面測量的精度和效率，彌補(bǔ)其他測量方法的不足，因此廣泛用于河道清淤施工中。

1 GPS系統(tǒng)和RTK技術(shù)簡介

1.1 GPS系統(tǒng)

GPS 是全球定位系統(tǒng)G1oba1 Positioning System的英文簡稱，它是利用衛(wèi)星的測時(shí)和測距進(jìn)行導(dǎo)航以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。GPS 是目前世界上最先進(jìn)、最完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與定位系統(tǒng)，以高效率、全天候、高精度、自動化為顯著特點(diǎn)，可以向數(shù)目不限的全球用戶連續(xù)提供三維坐標(biāo)信息，并成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、工程變形監(jiān)測、資源勘察、航空攝影測量、地殼運(yùn)動監(jiān)測中，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。

1.2 RTK技術(shù)

RTK 是實(shí)時(shí)動態(tài)測量技術(shù)Rea1 Time Kinematic的英文簡稱，它是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的實(shí)時(shí)差分GPS 測量技術(shù)，可以實(shí)時(shí)解算進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破，在工程建設(shè)中有廣闊的應(yīng)用前景。

RTK技術(shù)的原理是安置1臺接收機(jī)作為基準(zhǔn)站對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，移動站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時(shí)通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，移動站計(jì)算機(jī)根據(jù)相對定位原理實(shí)時(shí)計(jì)算、顯示出移動站的三維坐標(biāo)和測量精度。用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和精度，從而提高工作效率。

2 工程概況及測量設(shè)備

衛(wèi)運(yùn)河是漳衛(wèi)南運(yùn)河防洪體系的重要組成部分，上起徐萬倉，下至四女寺樞紐，河道全長157 km，地處河北、山東兩省交界處，涉及河北省館陶、臨西、清河和故城4個縣和山東省冠縣、臨清、夏津及武城4個市縣。東渡口驛至八屯右岸清淤堤防加高工程為衛(wèi)運(yùn)河治理工程的重要組成部分，清淤河道全長25.73 km，右岸堤防加高26.69 km，堤防整修52.33 km。河灘地內(nèi)樹木和農(nóng)作物比較稠密，通視條件差，如用傳統(tǒng)測量方法工作難度大，測量成果精度亦難以保證。基于以上因素，確定采用GPS－RTK技術(shù)來實(shí)施本次測量工作。為此，選用設(shè)備是科力達(dá)風(fēng)云K9，平面精度可達(dá)±1 cm＋1 ppm，高程精度可達(dá)±2 cm＋1 ppm。

3 GPS－RTK技術(shù)在工程中的應(yīng)用

3.1 河道斷面測量準(zhǔn)備

收集測區(qū)控制點(diǎn)的坐標(biāo)、等級、中央子午線、高程坐標(biāo)系、地形和位置等資料，判斷其是否適合作為動態(tài)GPS 的控制點(diǎn)。為保證測量精度，需對整個測區(qū)進(jìn)行合理布局，即將測區(qū)分成兩個測段，每個測段的控制點(diǎn)比較均勻地分布在測段內(nèi)。通過鍵入控制點(diǎn)的北京54坐標(biāo)，然后到對應(yīng)控制點(diǎn)上采集世界大地坐標(biāo)（WGS－84），利用系統(tǒng)的工程之星軟件可分別求解出各測段的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.2 河道斷面數(shù)據(jù)采集

（1）數(shù)據(jù)導(dǎo)入。將設(shè)計(jì)圖紙給出的河道中心點(diǎn)坐標(biāo)和設(shè)計(jì)斷面的基點(diǎn)坐標(biāo)以.txt 文件格式導(dǎo)入手簿，利用元素法進(jìn)行道路設(shè)計(jì)，輸入線段長度及方位角等參數(shù)，得到道路設(shè)計(jì)文件用于河道斷面測量。

（2）基準(zhǔn)站架設(shè)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站發(fā)射電臺和移動站接收電臺組成，它們是實(shí)時(shí)動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備。穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)莿討B(tài)初始化的前提。保證高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸可以減少整周模糊度的解算時(shí)間，大大提高工作效率，所以基準(zhǔn)站的合理安置是順利實(shí)施RTK 作業(yè)的關(guān)鍵之一?；鶞?zhǔn)站安置應(yīng)滿足以下條件：選擇視野開闊、地勢較高的地方；整平站址，架設(shè)在已知點(diǎn)時(shí)還要求對中；為防止數(shù)據(jù)鏈的丟失，200 m范圍內(nèi)無高壓線、無線發(fā)射臺、GPS信號反射物（大面積水域、大型建筑物）等干擾源。

（3）點(diǎn)校正及精度檢測?；鶞?zhǔn)站位置發(fā)生變化時(shí)需要進(jìn)行點(diǎn)校正，點(diǎn)校正后在固定解狀態(tài)下測量1—2個已知控制點(diǎn)，之后進(jìn)行精度評定，滿足規(guī)范要求后開始測量。由于每個點(diǎn)位的測量都是獨(dú)立完成的，所以測量不會產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)測量精度一致。

（4）河道清淤斷面測量。有2 個已知點(diǎn)坐標(biāo)的斷面采用直線放樣的方式進(jìn)行點(diǎn)位測量。只有中心點(diǎn)坐標(biāo)的斷面，利用道路設(shè)計(jì)文件，采用道路放樣的方式進(jìn)行點(diǎn)位測量。點(diǎn)位數(shù)據(jù)采集沿著河道斷面線方向，對每個發(fā)生變化的地形點(diǎn)位進(jìn)行準(zhǔn)確測量，并保證點(diǎn)位間距滿足技術(shù)設(shè)計(jì)要求。

3.3 內(nèi)業(yè)整理

將RTK采集的斷面點(diǎn)位數(shù)據(jù)文件從手簿導(dǎo)出，轉(zhuǎn)入到Microsoft exce1，利用自編的計(jì)算公式和程序計(jì)算出每個斷面點(diǎn)距河道中心點(diǎn)的水平距離及該點(diǎn)高程。對于有疑問的點(diǎn)位進(jìn)行仔細(xì)的校核和對比，不能滿足精度的要查明原因及時(shí)補(bǔ)測。斷面數(shù)據(jù)校核無誤后，利用AutoCAD軟件輸出斷面圖。根據(jù)斷面圖，即可計(jì)算出清淤土方工程量。

4 結(jié)語

在衛(wèi)運(yùn)河治理工程中，由于數(shù)據(jù)的采集和處理由軟件自動完成，避免了其他測量方法中記錄、計(jì)算、繪圖等大量內(nèi)業(yè)工作和發(fā)生錯誤的可能，實(shí)現(xiàn)了測量的自動化。本工程施工線路長、通視條件差、天氣條件多變，GPS－RTK技術(shù)可以在很短時(shí)間內(nèi)完成河道清淤斷面測量任務(wù)，其中RTK技術(shù)的高效率、高精度、作業(yè)環(huán)境要求低的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在其中得到充分體現(xiàn)。同時(shí)，GPS－RTK技術(shù)也有不足之處，如受衛(wèi)星狀況限制、堤頂樹木對信號的影響、數(shù)據(jù)鏈穩(wěn)定性薄弱問題。所以，要不斷嘗試新的方法，積極探索更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的測量技術(shù)，以提高工程測量工作觀測精度和工作效率。