淺析GPS RTK在水利勘測中縱橫斷面測量的應用效果

摘要：隨著我國經濟的迅速發展，科學技術的進一步提高，水利勘測技術的不斷進步，GPS RTK在水利勘測中的應用會更加廣闊。本文就GPS RTK的使用原理、優勢及其利用GPS RTK在施測縱橫斷面測量的方法進行探討，希望給予有關人士有益的參考。

關鍵詞：控制網；RTK；測量方法

改革開放以來，我國的經濟迅速發展，為科技的進步奠定了物質基礎。在時代浪潮下，新的知識不斷在更新，水利勘測技術也在不斷進步。作為水利勘測史上的一個質的飛躍，GPS的產生為水利勘測注入了強大動力。隨著GPS技術的使用日漸成熟，產生了非常多的使用方法，其中常見的有靜態測量、動態測量等多種方法，同時具有極高的精度，有的可以達到cm級或者更高的mm級別。作為一種非常規的控制測量方法，GPS相對于傳統測量有著無可比擬的優勢，具有操作簡單、精度高、速度快等巨大優勢。

一、GPS RTK測量理論分析

在測量工作中，利用兩臺或兩臺以上的GPS接收機進行同步觀測，然后對觀測結構進行計算或者處理，能得到非常精密的WPS-84基線向量，把這組向量進行坐標轉換等工作，到最后就會得到兩點的坐標，我們稱這種測量方法為靜態測量。但是，靜態測量不具有實時性。RTK技術就可以進行實時測量，作為一種定位技術，它需要在兩個GPS接收機之間增加一套數據鏈，這樣做的目的就是為了把兩個完全獨立的GPS接收器進行連接，形成一個有機統一的整體，基準站利用工作電臺將實時信息傳輸至流動站，這種實時信息包括觀測數據與測站數據兩種。流動站再將基準站穿來的信號進行初步處理，將處理后的數據與流動站本身收集到的數據進行對比與計算，就會得到兩站的基線值，再把坐標轉換和投影參數輸入進去，最終得到實時觀測數據。綜上所述，實時GPS不再僅僅能夠進行實時的信息傳輸，還能夠進行數據的基本處理，處理能力也很強大[1]。

二、GPS RTK系統的測量方法

GPS測量的作業模式決定了GPS的測量方法，同樣，作業的方式、最大使用范圍以及對觀測時間的選擇決定了不同的作業模式。目前，作業模式通常來講比較常見的是靜態定位、動態定位等多種。

目前，GPS靜態定位主要用于在勘測階段進行時，測繪出帶狀地形地貌圖形。同時，對河流通道、渠道以及公路施測縱橫斷面測量做數據上的支持，目前都普遍建設了控制網，能夠進行實時監控。并且實時GPS RTK動態測量定位技術在勘測階段也得到廣泛的應用。RTK定位技術有個非常顯著的優勢，那就是在保證GPS高精度的測量情況下，還具有實時性。這個優勢在地形測量測繪、縱橫斷面的測量工作中十分明顯，RTK定位技術在其中得到了廣泛的應用[2]。

作為GPS測量技術發展史上的里程碑，實時動態RTK定位技術在很多領域中發揮著巨大作用，與其相對的靜態定位與準動態定位等定位模式，由于較差的數據處理系統，在很多情況下無法實時的計算出定位數據，更無法對觀測以及計算出的數據進行檢查與核算，所以數據結果就會造成很大的誤差，難以保證數據的質量。同時在實際工作中需要對數據結果進行反復的計算以驗證結果保證正確率，但是這樣做的結果就是工作效率低下。實時動態定位RTK技術對衛星進行連續不斷的觀察與監測，建立了高效的無線通訊系統，對基準點的選擇也是非常高標準、高精度的。通過參考站、基準點與流動站建立起立體的三維坐標，從而提高了觀測的精準度，減少了不必要的工作，從而提高了工作效率。

三、GPS測量的具體應用

目前，在測量領域內，GPS具有的高精度與高效率的優勢使其得到相當廣泛的應用。隨著GPS實時定位系統技術的不斷提高，GPS的未來發展前景廣闊。在水里測繪中，實時GPS RTK能夠勝任非常多的工作。

（一）布設控制系統與RTK測繪

利用GPS建立控制系統，對采集到的數據處理后進行平差，能獲取到高精度的坐標，如前文所述，再利用其他措施獲取到三維坐標，利用RTK技術進行建站工作，最終就能達到不同比例尺的測繪圖要求[3]。利用GPS系統能夠大幅度提高工作效率，節省非常多的時間。在水利勘測中，由于勘測目標的復雜性，長期以來，勘測工作具有一定的危險性。而采取GPS技術能夠準確的對復雜水域進行定位與勘測。

（二）河道帶狀圖以及渠道堤壩縱橫斷面測量

鑒于GPS的應用靈活，經常使用GPS動態測量來進行控制工作。這種方法最大的優勢在于不需要進行點位之間的通視就能夠獲得即時的測點精度。進行河道監測時就可以采取沿線布控，這樣RTK技術的優勢就可以得到發揮。其中一個重要原因在于RTK能夠經過各項技術的組合應用得到實時的三維坐標，可以將采集對象的點位以及橫斷面上的點位坐標。RTK技術可以對采集來的數據進行存儲與處理，然后錄入進算計進行編碼以及后期處理，就能夠自動繪制出河道或渠道的橫截面的地形圖[4]。通過RTK技術的應用可以大量減少工作時間，提高工作效率。

（三）GPS在水利勘探中的具體應用

水利勘探中最重要的一點在于準確性，這就需要GPS具有很高的標準。對于其使用人員來說，主要對其以下部分進行操作。

1.在水利區域找到控制點

水利勘探需要有一定的范圍，這就需要操作人員在水域內設置控制點。設置好相應的控制點之后對水域進行排查。同時，勘測人員應該進行相關安全措施的保護，并對GPS進行校對，準備好相關儀器。

2.設置勘查路線

水利勘查人員在經過初步的選取控制點之后，根據測繪目標，與其他工作人員進行協商，設定好規劃路線，按照GPS導航系統進行河道的勘測。

3進行存點

GPS有一個很重要的功能那就是能夠對勘測人員所經過的點進行存儲。當勘測人員在進行勘測的過程中，要定時進行存點，保證勘測數據的正常記錄。由于GPS的缺陷，對于較為隱秘的地區精度相對較低，所以勘測人員要及時地調整位置。

4.進行取錄

勘探人員對河流的橫斷面進行勘探時，要進過不同的水域，這就要求勘探人員注意安全之外及時對數據進行取錄。需要注意的是，GPS的單點定位時間應該大于四道五分鐘。

5.繪制圖紙

勘探人員在進行實時的勘測之后可以利用計算機技術對勘測的數據進行處理，計算機系統可以自動進行圖形繪制。在進行繪制過程中，勘測人員及時的進行相關數據的檢查。

結語

隨著水利勘測技術水平的提高，GPS RTK技術也會不斷得到改進。GPS RTK技術通過外圍作業就能夠對河道整治、水庫調研以及灌區治理等方面發揮著巨大作用，其不僅能夠滿足勘測對象的精度要求，而且具有傳統勘測技術無法比擬的優勢。尤其是在一些地質條件極為復雜的地區，GPS RTK技術的應用使得勘測人員的危險系數降到最低，而且GPS RTK技術的操作簡單，使得工作人員能夠熟練的掌握，減少了勘測單位的培訓成本?？傊?，GPS RTK技術的應用前景，在可以預見的時期內具有巨大的發展前景。

參考文獻：

[1]劉啟瑞，葉銳，馮可等.GPS-RTK在濱海電廠BOP工程軸線檢查中的應用[J].核動力工程，2011，32（z2）：38-43.

[2]熊春寶，雷禮鋼，黃立人等.GPS-RTK監測大范圍地面沉降的試驗研究[J].巖土力學，2006，27（2）：309-312.

[3]余小龍，胡學奎.GPS RTK技術的優缺點及發展前景[J].測繪通報，2007，（10）：39-41，44.

[4]江曉鵬，熊建華.GPS-RTK測量中坐標轉換模型的適用性分析[J].價值工程，2014，（16）：314-315.