解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬
(長江航道測量中心)
GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測量中的應(yīng)用
解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬
(長江航道測量中心)
GPS定位技術(shù)的進步與發(fā)展,并憑借其高效、準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代航帶測量中,同時GPS RTK測量技術(shù)也依靠其高精度、高實用性能,改變了傳統(tǒng)的航道測量方式,提高了航道測量的效率和精度,有效節(jié)約了測量時間,推動航道測量步入了全新的時代。本文結(jié)合工程實例,對GPS RTK配合電子經(jīng)緯儀在航道測量中的應(yīng)用進行分析。
GPS;RTK;電子經(jīng)緯儀;航道測量
傳統(tǒng)航道測量運用三角導(dǎo)線、全站儀測距導(dǎo)線、交會法等為主要的測量方式,測量效率低、進度慢,并且人力、物力、時間的耗費大。然而GPS測繪技術(shù)的發(fā)展與RTK技術(shù)的興起,為航道工程測量提供了全新的發(fā)展契機,RTK即實時動態(tài)定位,其測量精度可達到20mm+2ppm,該技術(shù)的水下地形測量中的應(yīng)用,不僅避免了航道測量過程中對時間的浪費,并在很大程度上提高了航道測量的精確度與可靠度。在實際的航道工程測量中,利用電子經(jīng)緯儀與GPS RTK相配合,可以在花費極少,但是精度極高的情況下完成航道測量,進一步保障航道測量的精確與高效。
GPS技術(shù)由地面檢測站、空間衛(wèi)星、用戶設(shè)備構(gòu)成,可全天性、實時性、連續(xù)性的進行導(dǎo)航定位,為用戶提供三維坐標(biāo)。RTK(實時動態(tài)定位)是基于載波相位觀測的實時差分技術(shù),以無線數(shù)據(jù)通訊的建立保障實時動態(tài)測量。RTK技術(shù)的工作原理為選取高定位精度的控制點為基準(zhǔn)點,架設(shè)接收機為參考站,連續(xù)觀測衛(wèi)星,接收機一方面接收衛(wèi)星信號,另一方面借助無線電傳送設(shè)備對觀測數(shù)據(jù)進行接收,并通過藍牙與流動站和電腦相連,再利用相對定位原理計算出流動站的測量精度,顯示出三維坐標(biāo),RTK技術(shù)可測量碎部地形點。
普通經(jīng)緯儀利用內(nèi)置度盤對角度進行測量,在讀數(shù)顯微鏡中會顯示出角度值,讀數(shù)時易產(chǎn)生誤差。而電子經(jīng)緯儀為光學(xué)電子儀器,利用電子度盤測量角度,在屏幕中讀取數(shù)據(jù),這種儀器簡單輕便,直接在顯示屏讀取數(shù)據(jù),直觀準(zhǔn)確。電子經(jīng)緯儀的工作原理為,架設(shè)測量儀器,測量角度與距離對測量點的位置和高程進行確定,圖版、花桿結(jié)合電子經(jīng)緯儀可測量碎部地形點。
2.1 工程概況
2010年10月澮河祁縣船閘通航,但祁縣閘與南坪閘間19km的航道長期以來不同航,此航段需按照四級航道要求進行整治,才能容許500t級船舶通航。該航道測量是對該河段的平面與高程控制、水位觀測、地形與水深測量等,以1:20000為其測量比例尺,以CAD建模成圖,以GPS-C為首級平面控制,測量方式為沿河道布設(shè)GPS導(dǎo)線點及圖根點,兩岸陸域地形為200m,測量面積10km2,水深測量面積2km2,工期為30個工作日。測量設(shè)備為6臺雙頻GPS接收機,2臺電腦、2臺電子經(jīng)緯儀、1臺測深儀、多套測量成圖軟件。
2.2 平面控制測量
結(jié)合測區(qū)自身特點及航道施工定位、驗收及維護工作的實際要求,在河道中每隔5km架設(shè)兩個GPS點,測量過程中,架設(shè)1臺靜態(tài)GPS置于已知點上,架設(shè)2臺在未知點上,按照這種形式測量其他已知點。同步觀測時間應(yīng)多于45min,已符合GPS測量要求。最后通過GPS測算軟件計算得出平差結(jié)果符合規(guī)范要求。
2.3 碎部地形測量
地形測量時,200m的地形范圍包括陡坎線至河道水邊線,其中的地形點較多,另外,澮河兩邊樹林繁密,因此,應(yīng)利用RTK結(jié)合電子經(jīng)緯儀的方式進行測量。測量過程中可在附近高點架設(shè)起基準(zhǔn)站,在已知控制點對移動站進行校正,進而獲取校正參數(shù)。在測站點上架設(shè)電子經(jīng)緯儀,對碎部點花桿進行測讀,獲得距離、高程、角度等相應(yīng)數(shù)據(jù),工作人員將其記錄在電腦上,對這些數(shù)據(jù)進行整理計算后得出各碎部點坐標(biāo),再由繪圖人員將坐標(biāo)各點繪制到圖紙上,同時標(biāo)注高程,參照現(xiàn)場實際繪制出等高線及地物輪廓圖。結(jié)束外業(yè)之后,由內(nèi)業(yè)工作人員將所測坐標(biāo)繪制到繪圖軟件中,參照現(xiàn)場測圖將地形勾繪出來,電子航道地形圖由此產(chǎn)生。
2.4 航道水深測量
水深測量利用SED-28型測深儀結(jié)合RTK技術(shù),首先進行碎部地形測量,進行RTK校正,獲取校正參數(shù),在測深桿上方放置GPS移動站,并將測深儀線路連接好,然后,將測深軟件打開,在其中錄入校正參數(shù),即可開展水深測量。航道測量過程中,澮河河段基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈可達到4~5km的傳播范圍,縮短了傳統(tǒng)交會測量中花費在經(jīng)緯儀前方的搬站時間。只需在1艘測深艇上配備1名駕駛員和1人進行電腦操作即可,1d時間便可完成4km2測量面積。降低了航道測量作業(yè)的勞動強度,緩解了作業(yè)時的緊張情緒,提高了測量工作效率,使傳統(tǒng)水深測量實現(xiàn)了全新的轉(zhuǎn)變。
綜上,平面定位測量時,RTK技術(shù)的測量精度較為穩(wěn)定,其自動記錄與實時測量技術(shù)將會在水深測量及碎部測量中凸顯更大的作用。而電子經(jīng)緯儀作為成熟的電子測量儀器也在碎部測量方面呈現(xiàn)了積極的主導(dǎo)作用。在實際航道尤其是野外測量中,RTK配合電子經(jīng)緯儀更加快捷有效的解決了測量問題,不僅提高了工作質(zhì)量與效率,也在很大程度上降低了作業(yè)成本。GPS技術(shù)的日益精進會促使GPS RTK技術(shù)在航道測量中擁有更加廣闊的應(yīng)用范圍。
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[2]張紅軍.GPS RTK定位技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用[J].中國水運(下半月),2011(04).
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P228.4
A
1004-7344(2016)09-0180-01
2016-3-10
解 遜(1965-),男,湖北武漢人。