網(wǎng)絡(luò)RTK在南水北調(diào)配套工程中的應(yīng)用

張學(xué)樸 趙 丹

（1.保定市水利水電勘測設(shè)計(jì)院，河北 保定 071000；2.南水北調(diào)中線干線保定管理處，河北 保定 071000）

網(wǎng)絡(luò)RTK在南水北調(diào)配套工程中的應(yīng)用

張學(xué)樸1趙 丹2

（1.保定市水利水電勘測設(shè)計(jì)院，河北 保定 071000；2.南水北調(diào)中線干線保定管理處，河北 保定 071000）

普通RTK技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)測繪行業(yè)，隨著永久基準(zhǔn)站的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)RTK以方便、快捷的特點(diǎn)迅速普及。本文主要介紹GPS定位及網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的工作原理，結(jié)合在南水北調(diào)配套工程中的具體應(yīng)用，闡述了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在工程測量中的主要優(yōu)缺點(diǎn)以及工作中需要注意的問題。

RTK；網(wǎng)絡(luò)RTK；測量

1 網(wǎng)絡(luò)RTK工作原理

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)也叫多基準(zhǔn)站RTK，是對(duì)普通RTK方法的改進(jìn)，主要采用虛擬參考站法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其基本原理是：在一定的區(qū)域內(nèi)，按一定的間距建立多個(gè)連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，根據(jù)這些GPS基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)，建立區(qū)域誤差模型（如電離層、對(duì)流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型），系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將這些誤差從基準(zhǔn)站的觀測值中減去，形成“無誤差”的觀測值，然后利用這些無誤差的觀測值和移動(dòng)站的觀測值，經(jīng)有效地組合，在移動(dòng)站附近（幾米到幾十米）建立起一個(gè)虛擬參考站，移動(dòng)站與虛擬參考站進(jìn)行載波相位差分改正，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTK。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK在南水北調(diào)配套工程中的應(yīng)用

南水北調(diào)配套工程承擔(dān)著連接南水北調(diào)中線總干渠和受水區(qū)地表水廠的紐帶作用，工程的建設(shè)將有利于提高沿線地區(qū)的供水能力，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求；有利于逐步改善受水區(qū)的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

測量工作是為設(shè)計(jì)人員選擇線路、計(jì)算工程量提供基礎(chǔ)依據(jù)，主要工作內(nèi)容包括：踏勘選點(diǎn)、平面控制、高程控制、地形測繪、定線測量、縱橫斷面測量。下面就網(wǎng)絡(luò)RTK在其中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2.1 控制點(diǎn)的踏勘

南水北調(diào)配套工程中，高等級(jí)控制點(diǎn)基本都埋設(shè)在地下30～50 cm。之前，在踏勘尋找控制點(diǎn)時(shí)，常采用手持GPS定位，精度在10m左右，難以準(zhǔn)確定位。也采用常規(guī)RTK方式，架設(shè)基準(zhǔn)站，但作用距離有限在10 km左右，而且需要人員看護(hù)，十分不便。采用網(wǎng)絡(luò)RTK，可以單機(jī)作業(yè)，準(zhǔn)確定位，無距離限制。

2.2 地形測量

為了給南水北調(diào)配套工程輸水管道進(jìn)行選線，需要測繪線路1:2000帶狀地形圖。采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行測圖時(shí)，僅需一人操作儀器在外業(yè)采集碎部點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，通過電子手簿記錄，在點(diǎn)位精度合乎要求的情況下，把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地物點(diǎn)測定后回到室內(nèi)，由專業(yè)的繪圖軟件輸出所要求的地形圖。在使用普通的RTK方式測圖時(shí)，需要架設(shè)基準(zhǔn)站，專人看護(hù)，工作人員等待接收到基準(zhǔn)站信號(hào)后，才能進(jìn)行校正，然后開始測圖。

2.3 定線測量

由設(shè)計(jì)人員選定管道中心線，利用網(wǎng)絡(luò)RTK選用線放樣的功能，直接將線路中心線的位置放樣到實(shí)地，為線路的科學(xué)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)RTK可同時(shí)在多條線路進(jìn)行定線，不受普通RTK方式一臺(tái)移動(dòng)站在一定區(qū)域范圍內(nèi)必配基準(zhǔn)站的限制。

2.4 縱橫斷面測量

根據(jù)選定好的中心線，沿線路方向需要測量地面縱斷面，垂直于線路方向按一定間距測量橫斷面，用于計(jì)算施工開挖的工程量。采用網(wǎng)絡(luò)RTK可在測量線路縱斷面的同時(shí)，進(jìn)行橫斷面測量。

3 網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 作業(yè)靈活

網(wǎng)絡(luò)RTK移動(dòng)站可一臺(tái)獨(dú)立作業(yè)，也可幾臺(tái)配合作業(yè)，使儀器設(shè)備在調(diào)配上更加靈活。

3.1.2 效率更高

連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，相當(dāng)于永不關(guān)機(jī)的電臺(tái)。工程應(yīng)用中，在同一區(qū)域進(jìn)行過點(diǎn)位校正，第二天或其他時(shí)間再到此區(qū)域，可開機(jī)后直接工作，無需校正。這樣就很大程度上節(jié)省了架設(shè)基準(zhǔn)站及尋找已知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)位校正的時(shí)間，提高了工作效率。

3.1.3 范圍更遠(yuǎn)

普通RTK基準(zhǔn)站的作業(yè)半徑一般在5～10 km左右，在障礙物較高較多的地方距離更近。網(wǎng)絡(luò)RTK不受基準(zhǔn)站的距離限制，大大拓展了作業(yè)空間。

3.1.4 節(jié)省費(fèi)用

普通RTK需要一臺(tái)套基準(zhǔn)站設(shè)備，一至多臺(tái)套移動(dòng)站設(shè)備，蓄電池等。網(wǎng)絡(luò)RTK只需要移動(dòng)站設(shè)備，而且還減少了基準(zhǔn)站看護(hù)人員，極大地節(jié)省了資金的投入。

3.2 網(wǎng)絡(luò)RTK的缺點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)RTK是接收衛(wèi)星信號(hào)及信息控制中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，作業(yè)開始前需要登錄，因?yàn)榧嫒菪杂邢蓿谟脩魯?shù)量較多時(shí)，登錄比較困難或者經(jīng)常掉線，對(duì)野外作業(yè)造成一定影響。

4 網(wǎng)絡(luò)RTK的展望

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是對(duì)普通RTK方法的改進(jìn)，更加方便快捷，經(jīng)濟(jì)高效。隨著基準(zhǔn)站的增加建設(shè)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的擴(kuò)容，技術(shù)的成熟以及信號(hào)的穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)RTK將越來越廣泛地應(yīng)用到測繪工作中來。

[1]徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.

P228.4

A

1671-0037（2014）03-74-1

張學(xué)樸（1979.2-）男，工程師，研究方向：水利工程測繪。

趙丹（1979.6-）男，助理工程師，研究方向：水利工程測繪、機(jī)電金結(jié)管理。