GPS—RTK技術(shù)的特點(diǎn)分析及其在水庫水下地形測量中的應(yīng)用

張梅芳

摘要：GPS-PTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多種現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，尤其是對全球定位系統(tǒng)和實(shí)時動態(tài)差分測量技術(shù)的運(yùn)用，使其在地形測量領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，其具有的特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確度高、測量效率高、受干擾少、操作方便等特點(diǎn)。其在水庫水下地形測量中，克服了水下地形測量難度大的問題，提高了水下地形測量的準(zhǔn)確度和效率，在水下地形測量領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。

關(guān)鍵字：GPS-RTK技術(shù)；技術(shù)特點(diǎn)；水庫水下地形測量；應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步，社會生活中各個領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)革新。在地形測量領(lǐng)域，也引入了一些尖端技術(shù)，其中GPS-RTK技術(shù)就在地形測量中得到了很好地運(yùn)用，尤其是在水下地形測量這種難度比較大的的測量中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，有效提高了水下地形測量的準(zhǔn)確度和工作效率，給測量工作帶來了極大方便。下面就對GPS-RTK技術(shù)及其在水庫水下地形測量中的運(yùn)用做一個簡單介紹。

1.GPS-RTK技術(shù)簡介

GPS-RTK技術(shù)是GPS和RTK技術(shù)的結(jié)合，GPS為我們熟知就是全球定位系統(tǒng)，RTK是REAL TIME KINEMATIC的簡稱，即實(shí)時動態(tài)差分測量。這項(xiàng)技術(shù)集GPS定位技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、無線電技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等科技于一體。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效定位，在一些較大難度的測量中可以充分顯現(xiàn)優(yōu)勢。GPS主要靠衛(wèi)星定位，其組成部分主要有地面監(jiān)控系統(tǒng)和空間衛(wèi)星群兩部分組成，GPS的空間衛(wèi)星群由24顆衛(wèi)星組成，每個衛(wèi)星覆蓋一部分區(qū)域，最終形成了對全球的覆蓋。地面監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收和處理衛(wèi)星傳播來的信息和數(shù)據(jù)。 RTK技術(shù)是載波相位差分技術(shù)，其主要用來處理兩個測站載波相位的觀測量的差分，主要工作是把基準(zhǔn)站采集到的載波相位傳送給移動站，它可以進(jìn)行快速運(yùn)算，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時運(yùn)算和傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸上具有強(qiáng)抗干擾性和比較高的可靠性。

2.GPS-RTK技術(shù)的特點(diǎn)

GPS-RTK技術(shù)具備有以往的地形測量技術(shù)不曾有的特點(diǎn)。首先GPS-RTK技術(shù)的一個特點(diǎn)就是測量準(zhǔn)確性高，在傳統(tǒng)的水下地形測量中采取的基本方法是極坐標(biāo)定位法，這樣的測量方法需要專人進(jìn)行定時讀水尺記錄，同時還會受到通視及地球曲率的影響，測量結(jié)果會出現(xiàn)比較大的誤差。GPS-RTK技術(shù)可以有效提高測量的準(zhǔn)確度，其在基本工作條件滿足的情況下平面精度和高程精度的測量可以達(dá)到厘米級，在實(shí)際測量時平面精度和高程精度是衡量測量準(zhǔn)確度的基本指標(biāo)，在GPS-RTK工作中，由于有全方位衛(wèi)星的覆蓋，在一定測量范圍內(nèi)其可以接收到五顆以上衛(wèi)星傳送的數(shù)據(jù)，極大提高了測量平面精度。在高程精度方面，GPS-RTK技術(shù)可以將誤差控制在20mm之內(nèi)，如果接收衛(wèi)星更多一點(diǎn)，誤差可以降至更低。

GPS-RTK技術(shù)的另一個特點(diǎn)是測量效率高，傳統(tǒng)的地形測量中需要設(shè)置多個控制點(diǎn)并且還要不斷移動測量儀器，測量效率低，測量人員的工作量也很大，而運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)可以極大提高測量效率，在一般情況下，RTK一次設(shè)站可以完成4Km半徑的區(qū)域的測量，幾秒鐘的時間即可獲得一個點(diǎn)的坐標(biāo)，操作人員上只需一人操作即可。這項(xiàng)技術(shù)測量速度主要受接收衛(wèi)星的質(zhì)量和數(shù)量以及RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量等因素影響，這些因素只要符合要求一般在幾十秒的時間即可完成初始化，使測量速度有效加快。

受干擾因素少和操作方便也是其一個顯著特點(diǎn)。傳統(tǒng)的測量方法在對兩點(diǎn)進(jìn)行測試時需要有良好的光學(xué)通視條件，同時還會受氣候、能見度、季節(jié)等因素影響，如果能見度低，傳統(tǒng)的測量方法則不能很好展開工作，并且測量準(zhǔn)確度也會受影響，有著較多的受限條件。GPS-RTK技術(shù)只對電磁波環(huán)境有著較高要求，只要在電磁波正常的情況下即可工作，較少受外界其他因素影響。GPS-RTK技術(shù)使用操作起來方便，數(shù)據(jù)處理上也具有高效性，RTK技術(shù)在工作中集成化和自動化程度高，測繪功能較強(qiáng)，在沒有人工干預(yù)的情況下也可以實(shí)現(xiàn)多種測繪功能。這種技術(shù)在工作時測量人員可以實(shí)時獲得測量結(jié)果坐標(biāo)，對數(shù)據(jù)的分析轉(zhuǎn)換速度也快，有效減少了人工勞動量，節(jié)約了人力。

3.GPS-RTK技術(shù)在水庫水下地形測量中的應(yīng)用

水庫水下地形測量具有測量難度大的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的方法測量，會受水庫周圍天氣、地形的影響，測量準(zhǔn)確度不高，在上邊介紹到的GPS-RTK技術(shù)中其所受限制因素較少，所以其在水庫水下地形測量中就可以很好地發(fā)揮作用。

首先是測量儀器的配置，測量儀器主要由三部分組成，分別是流動站載體設(shè)備、基準(zhǔn)站設(shè)備、軟件設(shè)備，具體儀器包括雙頻GPS RTK接收機(jī)、測量船接收機(jī)、天線盤、成圖軟件、電臺、三角架等，這些測量設(shè)備準(zhǔn)備好，并且放置在相應(yīng)位置，接下來便可進(jìn)行水下地形實(shí)際測量操作。

其次展開測量的一系列步驟，先需要在整個水庫測區(qū)布置GPS控制網(wǎng)，在實(shí)際測量時根據(jù)水庫實(shí)際大小決定所用GPS-RTK流動站和基準(zhǔn)站的數(shù)量。在測量工作中可以通過一臺中海達(dá)測深儀進(jìn)行水庫水深的測量，并且利用導(dǎo)航軟件進(jìn)行定位和導(dǎo)航，從而獲取水庫深度的數(shù)據(jù)。對水庫高程的測量應(yīng)當(dāng)加以使用全站儀，為了確保水面高程測量的準(zhǔn)確性可以把導(dǎo)航然間水面高程測量結(jié)果、全站儀水面高程測量結(jié)果以及GPS-RTK所獲得的水面高程數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，盡量縮小誤差，使測量準(zhǔn)確度更高。在測量過程中還應(yīng)當(dāng)注意潮對測量造成的影響，要定時對潮位進(jìn)行測量，保障水面高程的準(zhǔn)確性。另外在測量過程中，為了確保最終的測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，還需要做好一系列保障工作，要保證基準(zhǔn)站坐標(biāo)的精確度，還要保證坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確度，測量環(huán)境避開功率大的無線電環(huán)境，防止電磁波對相關(guān)信息數(shù)據(jù)造成的干擾。

一系列測量及數(shù)據(jù)采集完成后就要進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入與處理，把相關(guān)數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)中，利用成圖軟件完成制圖工作，通過一系列的編輯加工、再處理，最后輸出水下地形圖并且打印，形成紙質(zhì)版，完成后交付相關(guān)單位。

結(jié)束語

GPS-RTK技術(shù)做為一項(xiàng)比較新的測量技術(shù)憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢已經(jīng)在地形測量領(lǐng)域得到了很好的運(yùn)用，尤其是在一些測量難度大、作業(yè)環(huán)境差的條件下對測量工作起到了關(guān)鍵作用。對于這項(xiàng)技術(shù)可以進(jìn)行不斷推廣，擴(kuò)大其適用面，使其在測量領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

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