王賀明

摘 要：在水利工程施工中，測(cè)量工作是重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到水利工程的使用功能、壽命、安全及工程質(zhì)量。同時(shí)，水利工程測(cè)量是一項(xiàng)專業(yè)性與技術(shù)性要求比較高的工作，在實(shí)際測(cè)量工作開展中，要積極應(yīng)用新的測(cè)繪技術(shù)，全力保障測(cè)量的精準(zhǔn)。本文主要就GPS—RTK測(cè)量技術(shù)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：水利工程;工程測(cè)量;測(cè)量技術(shù);應(yīng)用

GPS—RTK技術(shù)具有十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在水利工程測(cè)量作業(yè)中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)可以保證很高的工作效率和質(zhì)量。在具體的應(yīng)用中GPS—RTK技術(shù)仍有一定的缺陷，水利工程測(cè)量工作過(guò)程中，工作人員首先要確保規(guī)范的使用該技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況采取有效措施控制該技術(shù)的影響因素，不斷地提高測(cè)量的精確度，從而能夠?qū)⑺こ虦y(cè)量工作順利完成。

1 GPS-RTK 技術(shù)簡(jiǎn)介

RTK 技術(shù)即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，將通過(guò)載波相位觀測(cè)值為基礎(chǔ)，對(duì)厘米級(jí)精度三維坐標(biāo)獲得，是短距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)同 GPS 單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)的結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有精度高以及時(shí)間短的特征。就目前來(lái)說(shuō)，該技術(shù)已經(jīng)在工程測(cè)量、數(shù)字地形測(cè)量以及大地控制測(cè)量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在該測(cè)量模式當(dāng)中，用戶接收機(jī)即能夠?qū)τ^測(cè)基站發(fā)出的改正信息、待定坐標(biāo)求解情況以及觀測(cè)成果質(zhì)量情況計(jì)算動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，在對(duì)冗余觀測(cè)數(shù)據(jù)減少的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)時(shí)定位進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有效提升準(zhǔn)確程度以及工作效率。GPS-RTK 技術(shù)方面，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程即是在基準(zhǔn)站對(duì)GPS 接收機(jī)進(jìn)行安裝，在一個(gè)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，能夠連續(xù)觀測(cè)所有的衛(wèi)星，在通過(guò)觀測(cè)獲得數(shù)據(jù)之后，再由無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)不斷移動(dòng)流動(dòng)站的發(fā)送。

2 水利工程測(cè)量工作中GPS-RTK技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1在測(cè)量河道地形工作中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

水利工程建設(shè)中經(jīng)常需要測(cè)量河道地形圖，然而因?yàn)楹拥赖匦沃邪罅康乃聝?nèi)容，而水下的河道除了具有十分復(fù)雜的特點(diǎn)之外，更是測(cè)量工作者通過(guò)肉眼無(wú)法觀測(cè)到的，所以在水利工程測(cè)量中河道地形的測(cè)量工作屬于一個(gè)非常關(guān)鍵的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的河道地形測(cè)量方法主要是通過(guò)測(cè)深儀、全站儀、六分儀和三桿分度儀各種儀器實(shí)施測(cè)量，這種方式具有較高的人員素質(zhì)要求、較大的工作量、精度低和較小的測(cè)量范圍等不足。而通過(guò)GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行河道測(cè)量則能夠很好地解決這些問(wèn)題，現(xiàn)在其已經(jīng)逐漸地變成主要的水利工程測(cè)量手段。在河道地形圖測(cè)量中GPS-RTK技術(shù)的主要操作方式如下：①連接電腦、測(cè)深儀和RTK等相關(guān)設(shè)備;②通過(guò)導(dǎo)航軟件將相關(guān)的測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確定位出來(lái)，并且由導(dǎo)航軟件作為指導(dǎo)，使測(cè)量點(diǎn)可以在指定的位置不斷地移動(dòng)，隨后在電腦中導(dǎo)入測(cè)深儀和RTK測(cè)量出來(lái)的信息，由河道測(cè)量軟件有效地處理存儲(chǔ)于電腦中的數(shù)據(jù);③將河道地形圖繪制出來(lái)。

2.2在測(cè)量加密控制點(diǎn)工作中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

在正式開工之前，大多數(shù)的水利工程都會(huì)針對(duì)工程情況實(shí)施實(shí)地測(cè)量，在實(shí)地測(cè)量中基本上都會(huì)應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行控制點(diǎn)的加密測(cè)量。主要是由于很多水利工程都處于荒涼或者偏遠(yuǎn)的地區(qū)，并不具備充足的高級(jí)控制點(diǎn)，大部分都是通過(guò)普通的測(cè)量方法（例如導(dǎo)線測(cè)量）進(jìn)行測(cè)量，但是這些方法往往具有非常繁重的工作量和較低的數(shù)據(jù)精度。如果利用RTK技術(shù)實(shí)施加密控制點(diǎn)的測(cè)量，工作人員只要將不少于3個(gè)的測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置在測(cè)區(qū)15km的區(qū)域內(nèi)就能夠順利開展測(cè)量工作，并且獲得理想的測(cè)量效果。

2.3在數(shù)字化地形圖測(cè)量中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)除了能夠?qū)嵤┛焖俣ㄎ恢?，還可以實(shí)時(shí)地掌握坐標(biāo)結(jié)果。GPS-RTK技術(shù)可以進(jìn)行一系列的測(cè)量靜態(tài)地形的工作，并且進(jìn)一步分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。在正式的地形圖測(cè)量中，首先GPS-RTK技術(shù)能夠估量地形的情況，或者利用數(shù)據(jù)采集功能分析地形情況，通過(guò)圖形的方式將完成采集后的地形點(diǎn)呈現(xiàn)出來(lái)，最后將數(shù)字化管道地形圖形成。在該項(xiàng)工作中只需要一個(gè)人就能夠做好采集地形點(diǎn)的工作，具有省力、省時(shí)等特點(diǎn)。

2.4在水利勘測(cè)作業(yè)中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)針對(duì)復(fù)雜的水利工程測(cè)量環(huán)節(jié)進(jìn)行測(cè)量，可以利用其動(dòng)態(tài)結(jié)合靜態(tài)的方式實(shí)施一體化勘測(cè)。在水利勘測(cè)中應(yīng)用該作業(yè)方式主要是分成兩個(gè)不同的環(huán)節(jié)，一個(gè)是靜態(tài)作業(yè)，還有一個(gè)是動(dòng)態(tài)作業(yè)。其中靜態(tài)作業(yè)方式主要是通過(guò)GPS將一種全線基礎(chǔ)控制網(wǎng)建立起來(lái)，同時(shí)形成一種高精度的框架，將轉(zhuǎn)換參數(shù)的服務(wù)提供給動(dòng)態(tài)作業(yè);而動(dòng)態(tài)作業(yè)的方式主要是通過(guò)流動(dòng)站中的GPS-RTK接收機(jī)針對(duì)目標(biāo)實(shí)施分段測(cè)量放樣，其需要明確劃分流動(dòng)站分工，一些流動(dòng)站進(jìn)行放樣，另一些流動(dòng)站則進(jìn)行測(cè)圖。

3 提高GPS-RTK測(cè)設(shè)精度的措施

3.1提高精度的要求

在選擇基準(zhǔn)站位置的時(shí)候，要盡量挑高的地方，基準(zhǔn)站對(duì)天線進(jìn)行發(fā)射的高度也要給適當(dāng)提上去;在聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)這一塊上，最好去尋找已建成的國(guó)家高等級(jí)三角點(diǎn)、GPS點(diǎn)以及在一個(gè)控制網(wǎng)內(nèi)經(jīng)過(guò)統(tǒng)一平差的GPS點(diǎn)，在數(shù)量要盡可能多一點(diǎn);測(cè)設(shè)根據(jù)衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)要選擇有著較多衛(wèi)星數(shù)量、幾何圖形無(wú)較大的強(qiáng)度以及有著較好分布的時(shí)間段來(lái)進(jìn)行;在觀測(cè)時(shí)間上，將每個(gè)測(cè)設(shè)點(diǎn)時(shí)間給進(jìn)行適當(dāng)延長(zhǎng)，以此來(lái)使得測(cè)出的數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的;把控制流動(dòng)站的作業(yè)半徑不超過(guò)10km，能夠用定向天線將作業(yè)距離提上去，信號(hào)能夠在定向天線的作用向下在某一方向進(jìn)行集中，這樣，在方向上是正確的話，就能夠?qū)⒆鳂I(yè)距離顯著提高;當(dāng)然也能夠采用電臺(tái)中繼站，即在恰當(dāng)?shù)木嚯x上添加一臺(tái)中繼站電臺(tái)，其一邊將自基準(zhǔn)站發(fā)射來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接受的時(shí)候也進(jìn)行發(fā)射，也能夠?qū)⒆鳂I(yè)距離顯著提高;在電量上，供電電瓶務(wù)必要足夠;對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行求取時(shí)，要對(duì)各控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，同時(shí)對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換欄的V殘差值和H殘差進(jìn)行嚴(yán)格檢查，看其數(shù)值有沒(méi)有超過(guò)規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.2了解其局限性

雖然RTK由局限性，但是其主要的局限是源于整個(gè)GPS系統(tǒng)。GPS所依靠的就是對(duì)兩萬(wàn)多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來(lái)的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行接受。相對(duì)而言，這些信號(hào)弱且頻率高，穿透性不好可能阻擋GPS接收機(jī)和衛(wèi)星間視線的障礙物。實(shí)際上，存在于衛(wèi)星與GPS接收機(jī)間路徑上的任一物體，都不利于系統(tǒng)操作。如：房屋，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)會(huì)進(jìn)行完全屏蔽。不能在室內(nèi)使用GPS。一樣的原因，在水下以及隧道也不能使用GPS。部分的物體會(huì)對(duì)部分信號(hào)進(jìn)行反射、折射和阻擋，如：樹木，在樹林茂密的地區(qū)很難會(huì)接受到GPS信號(hào)。樹林中有些時(shí)候，在擁有著足夠的信號(hào)時(shí)，能夠?qū)ξ恢眠M(jìn)行大概計(jì)算，但是信號(hào)清晰達(dá)不到精準(zhǔn)的厘米定位。

4 ?結(jié)論

綜上所述，GPS-RTK技術(shù)具有十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在水利工程測(cè)繪作業(yè)中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)可以保證很高的工作效率和質(zhì)量。但在具體的應(yīng)用中GPS-RTK技術(shù)仍有一定的缺陷，水利工程測(cè)繪工作過(guò)程中，工作人員首先要確保規(guī)范的使用該技術(shù)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采取有效措施控制該技術(shù)的影響因素，不斷地提高測(cè)量的精確度，從而能夠?qū)⑺こ虦y(cè)繪工作順利完成。

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