水利工程渠道測量中GPS—RTK技術(shù)的應(yīng)用探討

宋國福

摘要：渠道測量是水利工程渠道建設(shè)中最重要的部分，渠道測量主要是對渠道范圍、長度、寬度、高度等進(jìn)行定位，因此需要運用GPS-RTK定位技術(shù)。本文首先對GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行簡單概述，然后對渠道測量的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明，進(jìn)而研究水利工程渠道測量中GPS-RTK技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù) 水利工程 渠道測量 具體應(yīng)用

中圖分類號：TV221.1；P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0210-02

1 GPS-RTK技術(shù)概述

GPS技術(shù)是指一種全球定位系統(tǒng)，主要是通過GPS衛(wèi)星導(dǎo)航來實現(xiàn)坐標(biāo)定位。GPS技術(shù)能夠精確的測量物體所在位置的坐標(biāo)，在坐標(biāo)演變量的精度和方式上，有毫米級、厘米級的區(qū)分，在坐標(biāo)狀態(tài)上則有靜態(tài)和動態(tài)之分。RTK就是GPS技術(shù)中的實時動態(tài)定位技術(shù)，又稱為載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)。RTK技術(shù)測量的基本原理主要是通過無線電傳輸設(shè)備將流動站上接收機上的接收的信息通過衛(wèi)星實時傳播和發(fā)送給GPS基站，通過解碼和組成差分觀察值，然后得到本站的坐標(biāo)位置。GRS-RTK技術(shù)具有實時性和動態(tài)性兩種特點，能夠?qū)ξ矬w的實時動態(tài)進(jìn)行精確的三維定位，因此還具有速度快、精確度高、效率高等三個特點，常用于野外觀測。GIS系統(tǒng)功能如圖1。

2 水利工程渠道測量的內(nèi)容

水利工程的渠道測量主要是保證渠道施工方案的準(zhǔn)確設(shè)計，因此要求在渠道測量過程中現(xiàn)場的放線位置要合適、測量的數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確等，才能確保施工方案的可行性。基于此目的，水利工程渠道測量的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：1）渠道及其配套建筑物平面位置的測量。在渠道測量導(dǎo)線圖的設(shè)計過程中，每個位置如渠道的拐角部位的拐點、始點、終點等都要進(jìn)行精確，且在設(shè)計圖紙上要用適當(dāng)?shù)谋壤龢?biāo)示出來。2）對渠道的縱斷面距離地面的高度和里程進(jìn)行測量。水利工程渠道需要通過地面的開挖形成河道形式，在縱斷面圖紙上需要對整個渠道的長度和高度進(jìn)行測量，由于渠道時彎時直，因此可以采用用小木樁分段測量的方法來進(jìn)行。3）渠道橫斷面高度和寬度的測量。在這部分測量內(nèi)容中，需要確定渠道橫向施工的范圍，即渠道的寬度和高度，因此地形對該方面的測量有重大的影響。4）渠道放線方面的測量。對于渠道的修建放線過程中，主要目的是觀察沿線周圍的地形地貌以及植被的情況，另外對放線區(qū)域周圍的環(huán)境進(jìn)行記錄和調(diào)查。

3 水利工程渠道測量中GPS-RTK技術(shù)的具體應(yīng)用

利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行水利工程渠道測量主要是通過衛(wèi)星定位技術(shù)在地面上沿選定的中心線及其兩側(cè)測出縱斷面和橫斷面，最后繪制成圖。其具體應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 渠道測量GPS-RTK技術(shù)控制點的布設(shè)

在布設(shè)之前，首先對技術(shù)要求和施工目標(biāo)進(jìn)行明確，也就是水利工程渠道的長度。范圍以及高程位置，然后在地面上一定范圍內(nèi)選擇多個控制點，這些控制點也是以后施工中要進(jìn)行測量的控制點，在渠道長度約為1到1.5千米的位置要布設(shè)一個水準(zhǔn)點，這些點的特征需要保持一致，且盡量在渠道的一側(cè)，采用統(tǒng)一的裝備和安裝手法。等控制點布設(shè)好后，在后期施工測量過程中，以這些點作為起算點，測量出加密控制點，確保施工過程中基準(zhǔn)站能夠順利安裝到加密點上，完成施工時測量。

3.2 渠道GPS-RTK斷面測量

渠道的斷面測量是根據(jù)選定好的渠道線路進(jìn)行的，在測量前，需要將基站架設(shè)好，然后校準(zhǔn)控制點。基站的信號接收需要持續(xù)10分鐘，這樣才能保證在高程部分的測量較為準(zhǔn)確。而流動站的安置只需在渠道范圍30千米內(nèi)，進(jìn)行任意作業(yè)，測量的時間大約為一天。做好上述準(zhǔn)備，開始進(jìn)行斷面測量，采用標(biāo)定中樁的方法來測量。根據(jù)渠道的設(shè)計圖紙，大約每20到50 米之間設(shè)置一個中樁，用GPS-TRK技術(shù)測量一個橫截斷面，且兩個中樁之間不需要通視。值得注意的是，在斷面的中樁標(biāo)定時，需要根據(jù)設(shè)計斷面的大小，按照上邊樁和下邊樁進(jìn)行區(qū)分標(biāo)記且形成代碼手簿記錄。

3.3 渠道GPS-RTK建筑物測量

水利工程渠道的線路設(shè)計中，可能會遇到交叉性的建筑物，傳統(tǒng)的測量方法在該部分的測量是比較復(fù)雜的，而GPS-RTK技術(shù)可以較方便的在渠道測量過程中對渠道的交叉建筑物進(jìn)行附加測量。主要操作是在渠道建筑物旁邊增加一個流動站，根據(jù)渠道測量工作的具體需要，確定渠道與渡槽、倒虹吸、隧洞的平面交角測量，保證在渠道斷面測量時同步完成建筑物的測量。

3.4 GPS-RTK渠道測量內(nèi)業(yè)

利用GPS-RTK技術(shù)對渠道測量的結(jié)果通過內(nèi)業(yè)完成，需要借助計算機內(nèi)的軟件系統(tǒng)如CASS等成圖軟件對基站和流動站記錄的數(shù)據(jù)如中樁變樁的坐標(biāo)高程、建筑物測量數(shù)據(jù)等繪制渠道導(dǎo)線圖，也就是渠道測量的總平面圖。在內(nèi)業(yè)處理過程中，運用多種計算方法和坐標(biāo)系統(tǒng)，在渠道縱、橫斷面圖的輸出速度很快，在渠道與河溝、道路以及上下渠道的交角的實際測量數(shù)據(jù)上也比較精確，突破了原來測量方法的測量誤差。

4 結(jié)語

水利工程渠道主要是用來引水和輸送水的通道，有灌溉、排水以及引水發(fā)電等功能。水利工程渠道測量中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)，具有作業(yè)效率高、精確度高的特點，在渠道測量的測量站點設(shè)置上大大減少了時間和次數(shù)，不僅節(jié)約了時間，還節(jié)約了人員成本。另外，由于GPS-RTK技術(shù)不同于以往兩個測試點之間的光學(xué)通視，因此自然條件的變化如霧霾等不會對測量產(chǎn)生影響。在數(shù)據(jù)的處理上也采用了計算機技術(shù)和軟件技術(shù)，大大降低了人為記錄和計算的誤差，值得水利工程測量工作中進(jìn)行應(yīng)用和推廣。

參考文獻(xiàn)

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