GPS-RTK技術在內河航道測量中的應用

■　劉進發

（廣東省梅州航道局廣東梅州514011）

GPS-RTK技術在內河航道測量中的應用

■劉進發

（廣東省梅州航道局廣東梅州514011）

實時動態測量（RTK）技術是全球衛星導航定位技術與數據通信技術相結合的載波相位實時動態差分定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系的三維坐標。RTK技術廣泛應用于高精度的工程測繪中。本文主要講述RTK技術在內河航道水深測量方面的應用。

GPS-RTK內河航道測量

內河航道圖用于直觀顯現航道在繪圖水位以下的水深情況，航道水深變化及淺灘變化情況。因此，內河航道圖與地形圖的區別是航道范圍內水深用繪圖水位以下水深表示。因此，測量時測得的水深不能作為航道圖上水深，需要作一定的差值改正。

1　內河航道水深測量方法回顧

內河航道水深測量方法主要有以下幾種方法：

1.1經緯儀配合平板儀法

這種方法是平板儀置于測量控制點上，用平板儀控制測點方向，經緯儀測量距離。這種方法比較落后，需要測量人員及設備較多。在測量中受天氣及地形等條件響比較大，測量距離受河流彎曲條件影響，測量距離比較短，效率不可能高。這種方法在上世紀八十年代內河測量較為常用。

1.2全站儀配合平板儀測量法

這種方法是用全站儀代替經緯儀。全站儀與經緯儀相比，全站儀測量距離的精度提高了，在內河航道水深測量中，提高了測站點至測量點的距離。但還是不能解決水深測量點與測量點同步的問題。也就是說，測量水深點的位置與測站平面圖上的平面位置不在同一點上，有一定的誤差。

1.3GPS-RTK測量方法

實時動態測量（RTK）技術是全球衛星導航定位技術與數據通信技術相結合的載波相位實時動態差分定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系的三維坐標。GPS-RTK測量方法是利用GPS-RTK測量測深點上的水面高程，利用測深儀測量水面至河床的水深，用水面高程減去水深得到河床高程。這種方法是GPS移動站與測深儀置于同一豎直桿上，解決了水深測點與平面定位點不同步的問題。現在內河水深測量都是采用GPS-RTK方法進行測量。在2013年梅江河梅江區西陽至梅城13公里內河航道路測量就是采用GPS-RTK方法進行測量，并且在水深測量前進行測深計劃線布置，測量過程中沿水深測量計劃線進行測量，測深儀設定為固定解方式，在實時差分時就不會記錄水深數據。因為實時差分時水面高程誤差較大，引起河床高程不準確。并根據不同測量比例尺要求，控制測深斷面間距和測量記錄點距離。

2　測量水深改正

在航道測量中，航道圖是用繪圖水位以下的水深表示的。繪圖水位是用多年水文資料，采用一定保證率計算出的水深計算起點高程。測量水深改正主要方法有基本水尺改正法和用河床高程直接計算法。有基本水尺改正法要求水位保持穩定情況下進行測量，在測量范圍內設立水尺，并在一定時間間隔觀測并記錄水位，然后根據水位變化對測量水深進行改正，改正后的水深為航道圖上的水深。測量地段與基本水尺距離不能大遠，一般在二三公里內比較好，距離大遠時水位變化誤差較大，并在天然河流測量比較好。但是，在目前情況下，由于河流渠化比較多，并且電站發電放水沒有規律，有時在測量中不知不覺水位已經上漲了。如果是設立基本水尺，這時測量地方與基本水尺處水位漲落不一至。出現測點水位與基本水尺之間水位變化值不同步現象。這時采用基本水尺改正法誤差比較大。如果采用河床實測高程進行改正，避免了水位變化不規律的影響。

3　GPS-RTK進行水深測量的優點

利用GPS-RTK進行水深測量與傳統的測量方法比較有許多優點。

（1）能進行連續不間斷進行航道水深測量。這種測量方法不受時空和地形條件的限制，在一個基站控制范圍內方園5公里連續不間斷地進行測量。因此大大地提高測量工作效率。水深測量時，測深儀水深測量限制有實時差分測量和固定解測量方法。利用實時差分測量主要是利用基本水尺進行水深改正時使用。這種方法主要是利用水深值進行改正。RTK固定解方法適用于各種水深改正法。目前GPS-RTK測量精度已經達到厘米級精度，因此，只要是在固定解范圍內測量，都能達到地形測量的精度要求。并且在測量時手薄上都有精度提示，當精度較差時都有提示，說明精度差，是否保存。

（2）提高測量水深的精度。由于GPS-RTK進行水深測量是GPS與測深儀換能器置于同一豎直線上，克服了傳統測量中平面位置與測深點不同步的問題，提高了測量的平面精度。在目前情況，GPS-RTK測量精度能夠達到厘米級精度，完全能滿足水深測量精度的要求。

（3）河床高程的得出。測時水深用測深儀測量，利用GPS-RTK測量得出水面高程直接減去水深得出河床高程。用繪圖水位減去河床高程得出航道水深。

（4）根據測量要求按照計劃線進行測量。測量時沿著計劃線進行測量，測量成果更好地滿足測量工程的需要。提高測量成果精度。

（5）在河床斷面測量時能夠提供較為精確的測量成果。根據河床斷面測量的要求，可以根據斷面位置編制測量計劃線，測量斷面時根據計劃線進行測量，并根據計算精度要求采用相應的測點間距。

4　總結

隨著測量技術水平的提高以及航道建設事業的發展，航道測量業務不斷增多。

RTK測量在航道測量中也得到很好的RTK測量主要有以優點：

（1）RTK測量能夠連續進行測量，不受地理條件和時間限制。只要RTK信號強就能進行測量。

（2）測量誤差不會累積，因為各測點都由同一控制點控制，各測點的精度相同。

（3）利用RTK技術進行航道工程的放樣，能夠提高施工放樣精度和提高工作效率。

P624[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-294-1