GPS RTK技術在水利工程測量中的運用淺析

■徐宇

（益陽市水利水電勘測設計研究院 湖南益陽413000）

GPS RTK技術在水利工程測量中的運用淺析

■徐宇

（益陽市水利水電勘測設計研究院 湖南益陽413000）

隨著社會經濟的快速發展，加快了各方面的基礎設施的建設，基礎工程的建設與發展對測量技術的要求也在不斷提高。傳統的測量設備在測量的過程中受到周圍環境和作業條件的限制，作業時間長，工作效率低，測量的精確度不高。GPS RTK技術的出現有效地解決了這一傳統的測量難題，彌補了原來測量時間長，數據要進行內業處理的缺陷，提高了測量工作的精準度。本文分析了GPS RTK技術的工作原理和特點以及在實際工作中的應用情況，藉此提高GPS RTK技術在水利工程測量中的應用水平。

GPS RTK水利工程測量基本原理應用實踐

GPS不受通視條件的限制，可實現全天候監測，正在逐步取代傳統測量、測繪方法，在水利工程中的應用前景十分廣闊。最新推出的GPS RTK在測繪方面更加迅速簡捷，因此受到廣大測量從業者的青睞。

1　 GPS RTK技術工作原理及特點

1.1GPS RTK技術工作原理

GPS RTK技術中的GPS即指眾所周知的全球衛星定位系統，此項技術的應用范圍較為廣泛，RTK定位技術就是基于載波相位觀察值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站在指定坐標系中的三維定位結果，非常精確。GPS技術與RTK技術相結合，共同組成了GPS RTK技術體系[1]。RTK技術的工作原理與觀測載波有關，GPS RTK可將觀測載波采集的數據與GPS系統相結合，從而為工程測量提供更加全面的定位結果。GPS RTK主要由兩部接收機和一部數據鏈組成，在水利工程測量中，兩組接收機主要負責采集并記錄數據信息，而GPS則負責觀測信息，GPS接收機可以收基準站接收機信號，并將數據進行計算分析，最后利用求解技術處理數據結果，得出最終的整周模糊度，只要能保持4顆以上衛星相位觀察值的跟蹤和必要的幾何圖形，流動站就可隨時給出厘米級定位結果。

1.2GPS RTK技術特點

GPS RTK之所以能夠在短時間內廣泛應用于水利工程測量，主要取決于其以下技術特點：

（1）操作簡單。GPS RTK技術系統的接收機已經日趨小型化，操作難度顯著降低，液晶屏可以實時顯示動態操作結果，啟動系統后可以自動完成各種觀測任務，通過后臺處理軟件可以對測得的各類數據進行精細的分析，得出觀測點的三維坐標。

（2）無通視要求。常規測量方法對觀測點之間的位置關系具有較高的要求，需要確保觀測點之間具有良好的通視基礎，GPS RTK技術的一個顯著優勢就是沒有特殊的通視要求，任何一個觀測點上方都具有廣闊的空間，彼此信號不受干擾，觀測點只要能夠接收到衛星信號即可完成定位測量工作，這一特點使得應用GPS RTK技術測量選點時更加靈活方便[2-3]。

（3）不受天氣限制。GPS RTK測量過程及測量結果不受天氣影響，刮風、云霧、雨雪天氣均可進行定位測量工作，這一特點極大地保證了GPS RTK技術的工作效率。

（4）觀測時間短。對于20km左右的靜態定位，GPS RTK技術只需15-20min即可完成測量工作，流動站在1-2min之內即可校準定位。

（5）提供三維坐標。GPS RTK技術不僅能提供觀測平面位置，還能精確測量大地高程，從而提供觀測站點的三維坐標[4]。

2　在水利工程測量中GPS RTK技術的運用

2.1在河道地形測量中運用GPS RTK技術

水利工程測量中經常會涉及河道地形的測量，由于河道在水面以下而且用肉眼無法觀察，導致河道地形測量一度成為水利工程測量的難點。傳統方法測量河道地形一般需要借助多個儀器才能完成，常見的如全站儀、測深儀等，這樣不僅增加了人員設備的投入量，而且測量范圍受設備的影響的較大，導致地形測量結果存在諸多缺陷。GPS RTK技術可有效彌補這一缺陷，提高工作效率。在應用GPS RTK技術測量過程中，一般是現將GPS RTK設備與電腦連接，利用專業的導航軟件指揮測量點不斷移動，由GPS RTK將測得的信息輸入電腦進行處理，經處理分析后即可自行繪制河道地形圖。

2.2在大比例尺地形圖測繪中運用GPS RTK技術

在水利工程傳統大比例尺地形圖測繪中，需要由多名工作人員在多個測量層次上協調配合才能完成測繪工作，工作量較大。應用GPS RTK技術進行大比例尺地形圖測繪無需多名工作人員配合，只需一名工作人員即可完成測繪工作，由一人手持接受儀并在待測地點上停留幾秒，接受儀便可將待測點的特征編碼錄入到記錄手簿中，最終得到精準的三維坐標[5]。

2.3優化水利勘測作業中運用GPS RTK技術

在GPS RTK技術出現以前，水利工程測量作業較為復雜，GPS的出現與RTK技術的優化升級實現了水利工程的動態測量，完成了一體化勘測目標。GPS本身具有可擴展性和智能性，能為提供所需的良好硬件設備以及數據接入端口。水利勘測流程分為靜態作業和動態作業兩個環節，兩個流程環環相扣，緊密相連。動態作業的順利完成需要各個流動站能夠分工明確，其本質是擴大了RTK技術的應用范圍。

3　結語

隨著社會建設進程的不斷加快，水利工程建設項目和規模不斷擴大，如何提高工程測量的效率和精準度已成為廣大從業人員的關注重點。GPS RTK測量技術在工程測量中的應用可以實時地定位所在位置的三維坐標，定位準確，可實現全天候的測量，減輕了測量人員的工作負擔，提高了測量的工作效率。

[1]韓其生.GPS-RTK技術在水利工程渠道測量中的應用研究 [J].北京農業,2014,21: 236.

[2]莫家玉.GPS-RTK技術及其在水利工程測量中的應用問題研究 [J].科技視界, 2015,01:154+210.

[3]王學會.淺議GPS-RTK技術在水利工程渠道縱橫斷面測量中的應用 [J].科技與企業,2012,17:168+170.

[4]姚忠松,楊仕華.論GPS-RTK技術在水利工程測量中出現的問題與處理方法 [J].經營管理者,2010,08:362.

[5]陳立軍，楊柏煥.GPS RTK與聲吶測深技術在水利工程中的應用--以蕭圍東線標準海塘塘前水域測量為例 [J].浙江水利科技,2014,06:74-75.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-130-1