胡威

（河南省水利勘測(cè)有限公司 河南鄭州 450000）

RTK定位測(cè)量技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用分析

胡威

（河南省水利勘測(cè)有限公司 河南鄭州 450000）

水利事業(yè)是我國(guó)非常重視的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，水利工程的測(cè)量則是水利工程中的一項(xiàng)非常重要的工作。測(cè)量工作是施工工程上馬后一項(xiàng)基礎(chǔ)的工作，不僅為工程的施工提供必要準(zhǔn)備條件，也為效驗(yàn)施工的準(zhǔn)確性提供必要的信息。然而我國(guó)的水利建筑工程往往比較偏遠(yuǎn)，測(cè)控點(diǎn)數(shù)量也不是太多，這種情況一在定程度上加大了水利工程的測(cè)量難度，這時(shí)可以運(yùn)用RTK技術(shù)，相關(guān)的研究人員開展技術(shù)的攻關(guān)，來(lái)對(duì)RTK技術(shù)進(jìn)行適應(yīng)性的研究，以便在水利工程測(cè)量中積極推廣與利用RTK技術(shù)?，F(xiàn)在RTK技術(shù)在陸地工程測(cè)量中的可以成熟應(yīng)用，而在水利施工中才剛剛興起，使用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量定位，使得測(cè)量效率有了很大提高，不僅能滿足一般的水利施工工程的要求，更以其方便、靈活的特點(diǎn)使得其在水利施工工程的測(cè)量中得到了迅速的應(yīng)用，承擔(dān)著非常重要的角色。本文就是簡(jiǎn)要的談一下RTK技術(shù)在水利施工工程中的應(yīng)用分析。

水利工程；RTK技術(shù)；測(cè)量技術(shù)；應(yīng)用

RTK技術(shù)是以GPS數(shù)據(jù)傳輸和測(cè)量技術(shù)雙向結(jié)合而組成的定位技術(shù)。RTK技術(shù)主要是由流動(dòng)站和基準(zhǔn)站兩個(gè)部分組成的?；鶞?zhǔn)站是連續(xù)的把觀測(cè)到的相關(guān)衛(wèi)星數(shù)據(jù)不斷地發(fā)射出去。流動(dòng)站通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)差分處理的基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的載波相位觀的測(cè)值，獲取觀察點(diǎn)的高程、坐標(biāo)及精度指標(biāo)，隨時(shí)把預(yù)設(shè)精度和實(shí)測(cè)精度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)實(shí)測(cè)精度到達(dá)預(yù)設(shè)精度是，手簿將會(huì)詢問(wèn)相關(guān)測(cè)量的人員是不是接受現(xiàn)在的成果，如接受手簿將會(huì)把測(cè)得的高程、坐標(biāo)及精度實(shí)時(shí)錄入手簿。

1 RTK技術(shù)測(cè)量原理和測(cè)量特點(diǎn)

1.1 測(cè)量的原理

RTK技術(shù)是實(shí)時(shí)的載波相位差分的技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)的獲得確定的測(cè)站點(diǎn)在指定的坐標(biāo)系中的三維定位的結(jié)果，RTK作業(yè)的模式下，基準(zhǔn)站將通過(guò)數(shù)據(jù)鏈把其測(cè)站坐標(biāo)和觀測(cè)值信息傳送至流動(dòng)站，而流動(dòng)站不但通過(guò)數(shù)據(jù)鏈來(lái)接收基準(zhǔn)站的相關(guān)數(shù)據(jù)，還會(huì)采集相應(yīng)的GPS觀測(cè)的數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行組成差分觀測(cè)值的實(shí)時(shí)處理，并且給出厘米級(jí)的定位結(jié)果，相關(guān)用時(shí)僅在2s之內(nèi)。

1.2 測(cè)量的特點(diǎn)

相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量學(xué)和GPS常規(guī)的測(cè)量，RTK測(cè)量有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①定位的精度高。RTK的測(cè)量精度可以達(dá)到：lcm+1ppm（平面），2cm+ lppm（高程）。②可以快速的提供相應(yīng)的三維坐標(biāo)。③作業(yè)得距離遠(yuǎn)、效率高、操作簡(jiǎn)便。作業(yè)的半徑可以達(dá)到15kin。④各個(gè)測(cè)站之間不需要通視，它們是獨(dú)立觀測(cè)值，不會(huì)存在誤差的積累和傳播。

2 RTK技術(shù)在水利施工測(cè)量中的相關(guān)應(yīng)用

2.1 利用RTK技術(shù)進(jìn)行河道地形圖的測(cè)量

在水利施工工程時(shí)，測(cè)量河道地形圖是水利施工測(cè)量的一個(gè)非常的重要方面，因其有較大數(shù)量難度，所以也是水利施工測(cè)量的一個(gè)難點(diǎn)。這是因?yàn)橐獙?duì)河道地形圖進(jìn)行測(cè)量，就必須要對(duì)水下的環(huán)境進(jìn)行了解，然而水下的環(huán)境十分復(fù)雜，我們無(wú)法用肉眼觀測(cè)，河道地形圖是水利施工建設(shè)中一個(gè)重要的依據(jù)，它的精確性和準(zhǔn)確性會(huì)對(duì)水利施工的建設(shè)質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)河道地形測(cè)量的方式主要是用全站儀、三桿分度儀和六分儀，而且需要用探深儀來(lái)協(xié)助。這樣的測(cè)量方式存在局限性，如工作量雖大但精度低、人員和配備要求較多、測(cè)量的范圍有限等等。所以在當(dāng)前的核桃地形圖測(cè)量中已經(jīng)廣的應(yīng)用了RTK技術(shù)。此技術(shù)具工作量小、精度高、效率高等特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成了我國(guó)水利施工工程測(cè)量的重要測(cè)量方法。它的操作流程有以下的幾個(gè)步驟：

首先要連接電腦、RTK和探測(cè)儀，再通過(guò)軟件把測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行精確定位，測(cè)量出來(lái)。然后再用導(dǎo)航軟件來(lái)對(duì)測(cè)量點(diǎn)指導(dǎo)，讓其只在指定位置進(jìn)行移動(dòng)進(jìn)而使用RTK技術(shù)和探測(cè)儀進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量，將測(cè)量的結(jié)果輸入終端，讓專門河道測(cè)量的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后再將河道的精確地形圖顯示出來(lái)。

2.2 對(duì)加密控制點(diǎn)的測(cè)量

大多數(shù)水利施工工程建設(shè)都處在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，很難保障所有高級(jí)的控制點(diǎn)質(zhì)量，所以需要用常規(guī)控制的測(cè)量方法，就是對(duì)距儀導(dǎo)線和對(duì)三角網(wǎng)。在水利施工工程開始之前需要進(jìn)行實(shí)地的測(cè)量，RTK的加密測(cè)量控制點(diǎn)就是是一種常用測(cè)量方法。傳統(tǒng)測(cè)量方法數(shù)據(jù)精度較低，還需要較大工作量。在加密控制點(diǎn)的測(cè)量中采用RTK技術(shù)，測(cè)區(qū)的15km范圍內(nèi)，測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量只要超過(guò)三個(gè)，這樣，不僅減少大量工作量，也可以提高工作效率，相比之下具有更高的可操作性。

2.3 對(duì)數(shù)字化地形圖的測(cè)量

RTK測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速的定位，實(shí)時(shí)掌控坐標(biāo)結(jié)果，而且可以新的地形靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析。測(cè)量地形時(shí)，要先估量地形情況，或使用數(shù)據(jù)收集的方法以對(duì)地形進(jìn)行前期的估量，并用圖形方式顯示收集完成的地形特點(diǎn)，進(jìn)而形成數(shù)字化的管道地形圖。

2.4 施工放樣測(cè)量

用RFK隨機(jī)軟件中的放樣功能，進(jìn)行點(diǎn)、曲線、直線的放樣功能，來(lái)進(jìn)行施工的放樣測(cè)量。先輸入已設(shè)計(jì)的已知坐標(biāo)為目標(biāo)點(diǎn)和參考點(diǎn)，流動(dòng)站所在的實(shí)地位置的坐標(biāo)為修正點(diǎn)，用手簿的屏幕上的圖形來(lái)顯示出待定點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的偏移距離，指示移動(dòng)流動(dòng)站進(jìn)行移動(dòng)，直到所要求精度達(dá)到滿足，也可以用來(lái)找已知的坐標(biāo)點(diǎn)，其方法與上述的方法一樣。

3 RTK技術(shù)的使用

3.1 摸清儀器的特性

要通過(guò)在多種情況下反復(fù)的試驗(yàn)，要摸清各部分儀器的不同的特性，如是否能達(dá)到數(shù)據(jù)標(biāo)稱的精度，要在多種條件下進(jìn)行測(cè)量誤差計(jì)算與作業(yè)半徑的大小，摸清各儀器的穩(wěn)定性能及在各種情況下初始化的能力和所需要耗的時(shí)間等等問(wèn)題，以便在使用的時(shí)候能得心順手。

3.2 注重基準(zhǔn)的位置的選擇

基準(zhǔn)站應(yīng)該盡量的設(shè)置于點(diǎn)位高的相應(yīng)控制點(diǎn)上，以方便接收衛(wèi)星的信號(hào)與數(shù)據(jù)鏈的信號(hào)，控制點(diǎn)的間距離應(yīng)該小于RTK技術(shù)有效的作業(yè)半徑3/4倍。為了方便對(duì)RTK技術(shù)測(cè)量的成果進(jìn)行數(shù)據(jù)的控制與檢核以及避免工作時(shí)出現(xiàn)的盲點(diǎn)，要在測(cè)量的區(qū)域內(nèi)的環(huán)境不良的地區(qū)增加一些相應(yīng)的控制點(diǎn)。

3.3 合理的選擇作業(yè)的時(shí)間

合理的選擇作業(yè)的時(shí)間，然后通過(guò)下載相對(duì)應(yīng)的星歷文件以便更好地了解測(cè)量區(qū)域的衛(wèi)星的不同分布的情況，編制可以實(shí)施的相關(guān)作業(yè)的計(jì)劃，應(yīng)該避開信號(hào)盲區(qū)與電離層的干擾較大時(shí)段，進(jìn)而提高作業(yè)的效率。

4 RTK技術(shù)在水利工程施工測(cè)量中的應(yīng)用方向

在水利施工工程測(cè)量中使用RTK技術(shù)，關(guān)鍵是在于對(duì)RTK測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行提高和保障，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，減少RTK的測(cè)量錯(cuò)誤，有以下幾種方法：

4.1 校正進(jìn)行點(diǎn)

對(duì)于檢測(cè)區(qū)域的點(diǎn)用已知的點(diǎn)來(lái)校正是不正確的，但可以對(duì)RTK技術(shù)測(cè)量進(jìn)行已知點(diǎn)的比較校驗(yàn)。具體的做法是在完成系統(tǒng)初始化之后，通過(guò)對(duì)高精度的控制點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)的測(cè)量，或?qū)Ω浇呀?jīng)測(cè)過(guò)的RTK點(diǎn)進(jìn)行重新的測(cè)量，并且通過(guò)對(duì)比兩次的測(cè)量數(shù)據(jù)，把誤差的范圍找出來(lái)，然后對(duì)RTK進(jìn)行重新的測(cè)量。

4.2 控制電臺(tái)的頻率

在RTK技術(shù)的測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量數(shù)據(jù)精度關(guān)鍵是在于電臺(tái)頻率。想要保障測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，就必須要對(duì)電臺(tái)頻率進(jìn)行適當(dāng)控制。在不同地形環(huán)境和干擾源下，要使用不同電臺(tái)的頻率，使數(shù)據(jù)得傳輸質(zhì)量得到應(yīng)有的保障。當(dāng)前很多的領(lǐng)域都已經(jīng)開始應(yīng)用RTK技術(shù)測(cè)量，RTK技術(shù)測(cè)量和傳統(tǒng)的測(cè)量方式對(duì)比有很大方面的優(yōu)勢(shì)，它不受自然災(zāi)害、氣候改變和交通條件的影響，能夠降低測(cè)量的成本、時(shí)間而且節(jié)省物力人力。盡管這樣，在水利施工工程的測(cè)量中，要對(duì)儀器的相關(guān)選擇給予足夠的重視。要根據(jù)RTK技術(shù)測(cè)量的規(guī)范要求相應(yīng)選擇測(cè)量站點(diǎn)和配套的接收機(jī)。

5 結(jié)束語(yǔ)

改革開放以后，我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)都有了巨大的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)同樣也得到飛快發(fā)展。RTK技術(shù)因其高科技的含量而不斷運(yùn)用水利施工工程項(xiàng)目各方面，大大的提高水利施工測(cè)量的成果精確度和工作效率。我國(guó)的水利施工工程測(cè)量中通過(guò)應(yīng)用RTK技術(shù)，不僅提高了水利施工工程測(cè)量的效率和精確度，而且減少了外在的因素對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量工作的一些影響。但同時(shí)也應(yīng)該看到RTK技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到十全十美的程度，要不斷對(duì)其進(jìn)行規(guī)范，爭(zhēng)取更加提高RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)測(cè)量的精準(zhǔn)度。

[1]牛宏志.水利工程測(cè)量[M].北京：中國(guó)水利水電出版社.

[2]陶歆貴.RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].銅業(yè)工程，2007（2）：10～12.

[3]令狐義強(qiáng).RTK技術(shù)在城市地籍測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2011，34（3）.

[4]《全球定位系統(tǒng)（GPs）測(cè)量規(guī)范》（GB/T18314-2001）[S].

[5]向垂規(guī).RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].貴州水力發(fā)電，2010（6）：40～41.

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1004-7344（2016）03-0089-02

2016-1-15