RTK技術在水利工程測量中的應用

袁凱 孫海偉

旬邑縣水資源工作站 陜西咸陽 711300

在我國，水利工程是一項利國利民的工程，近些年，隨著各種施工技術的不斷發展，水利工程施工質量和數量在不斷擴大。在水利工程施工前，對水利工程施工現場進行準確的測量，是保障后期水利工程施工質量的重要基礎。RTK技術是一種新的測量技術，這種測量技術不僅有著很高的精準度，同時在操作起來比較簡單，測量數據完整性比較好，在水利工程測量中發揮著重要的價值和作用，同時對于提高水利工程施工速度和施工質量也有著很大的推動性作用。

1 RTK測量技術介紹

1.1 RTK測量技術的概念

RTK是實時動態的英文縮寫，RTK測量技術是通過對兩個測量站載波相位觀測量的差分方法來把基準站采集的載波相位供應位置發送到用戶接收機上，之后進行坐標計算。RTK測量技術是一種新的衛星定位測量方法，應用在野外測量可以更加準確的得到厘米級的精準性定位，可以說RTK測量技術是GPS應用的重大里程碑。常被應用在一些工程放樣、各種控制測量和地形測圖中，在很大程度上提升了測量工作的效率和質量。

1.2 RTK測量技術實施原理

RTK測量技術在進行測量過程中，主要是實現基準站、流動站和數據鏈三部分的銜接。其中基準站是RTK測量技術開展測量的基礎，主要作用是進行數據信息的輸出和接收，流動站主要是為了輔助基準站來進行數據采集的，流動站位置選擇具有很強的靈活性。數據鏈是整個測量工程中數據信息整合的重要載體。RTK測量技術的實施原理是測量工作人員把基準站信息接收機放在特定的坐標參考點上之后，通過GPS定位系統和設備進行鏈接來獲取更加精準的數據信息。在RTK測量技術運行的過程中，所有數據傳出都是依靠數據鏈來進行輸出和接收的，比如，基礎坐標、載波相位觀測值、偽距觀測值、信息接收器的工作狀態等等。流動站在接收到相關的數據信息之后，會對這些數據信息進行周期性搜索和分析，整個RTK測量系統也開始進入到正常的測量工作狀態，如下圖1所示。流動站在接收到測量任務后，和GPS定位系統之間建立起信息聯系，獲取相關的載波相位數據信息，并借助于內差分的方式來進行模糊處理，最終獲取準確的坐標參數信息。

圖1 RTK測量技術工作原理圖

1.3 RTK測量技術在水利工程測量應用注意事項

在水利工程測量中應用RTK測量技術時，需要根據采用的計算方法來對轉換參數進行明確，并且在此之前需要對三個或者三個以上的已知坐標先進行點校核。在進行測量時要保障選擇的幾個基準點的范圍覆蓋到整個水利工程區域范圍中，并且每個基準點之間的距離還要控制在一定的范圍內。在對參數信息進行轉換時，要先在電子手簿中進行數據的輸入，之后利用相關程序來進行計算。所以，在選擇基準點位置時要盡量選擇一些比較開闊的位置，不能受到其他物體遮擋，這樣才可以實現基準點和GPS衛星信號的有效傳輸。因為，基準點周圍的建筑物體、高壓線和水域等都會對電磁波產生很大的干擾，所以，選擇基準點時要盡可能避開高壓線、建筑物體和水面，選擇一些沒有電磁波信號干擾的位置。另外，為了避免風力對基準點測量產生影響，還要加固基準點，保障基準點的穩定性，確保測量準確性。此外，因為基準點中設置了無線電有效發射距離，所以，可以把基準點設置在合適的高度上，提高無線電的傳輸效率和質量。

2 RTK測量技術在水利工程測量中應用的價值和優勢

2.1 RTK測量技術具有更高的精準性

在以往的水利工程測量中，需要根據實際的施工現場情況來設置合適的控制測量點的數量，如果測量點的數量增多，那么測量的工作量也會增加，這樣也就降低了測量數據的準確性[1]。RTK測量技術在水利工程測量中的運用，可以有效的減少人工測量的失誤率，通過RTK測量技術中的基站和流動站來獲取更多的數據信息，并對這些數據信息進行精準的分析，提高數據測量的精準度，此外，還可以根據實際的需求情況來對選擇相關的等級測繪標準，為水利工程的后期施工提供準確的數據參考。

2.2 RTK測量技術具有很高的便捷性

在以往的水利工程測量中，主要是由測量人員對整個施工區域進行數據測量、匯總和分析，計算出可用的數據信息。這種測量方法準確性不高，并且測量操作比較繁瑣，工作效率非常低，此外，為了提高測量結果的準確性，測量人員還需要進行多次的反復性測量，這樣也就增加了測量工作的壓力。RTK測量技術的應用，可以直接利用相關的器械和設備來對測量區域進行數據信息的采集和匯總和分析，減少了人工測量中的很多工序和環節，減少了測量人員的工作壓力，在一定程度上提高了測量工作效率和測量數據的應用價值。

2.3 RTK測量技術具有很高的自動化水平

水利工程的測量需要借助于豐富的數據支撐，以此來獲取更多工程測量信息。RTK測量技術在水利工程中的應用可以很好的提升水利工程自動化測量效率和質量，并借助于信息化技術來對搜集的數據信息進行處理，比如，通過云計算和大數據技術來對采集的數據進行針對性處理，提高數據信息處理效率。此外，因為所測量的數據信息量非常大，在進行數據信息處理過程中，利用云存儲技術還可以對海量的數據信息進行存儲，在很大程度上節省了測量設備的存儲空間。這些效果都是依托于自動化信息技術來實現的，所以，RTK測量技術在水利工程中的應用還有著很高的自動化水平[2]。

3 RTK測量技術在水利工程測量中的應用分析

3.1 水利工程中地形測量的運用

水利工程大多建立在水域中或者是水域周圍，所以，在進行水利工程測量過程中，需要對水域和水域周圍的情況進行全面測量。在實施RTK測量技術的過程中，為了更好確保測量數據信息的準確性，需要先在水利工程的中心區域設置一個中心控制基準站點，并以此站點為控制基準點，進行其他站點的設置。其他測量站點設置時，站點和基準站點的距離要控制在2000米-3500米之間。此外，必要時還可以在測量范圍內設置一些其他測量站點，之后再對各個站點采集的數據信息進行轉換[3]。在進行地形測量時，要同時控制各個測量站點在1分鐘內來進行集中測量，進行多次測量后，要對同一時間節點內的測量數據進行集中分析，并根據不同時間節點測量的數據來進行平均數據信息的分析，以此來作為水利工程中地形測量參考數據。

3.2 水利工程中平面圖測量的運用

水利工程中的平面圖測量是一項非常重要的測量工作。在進行平面圖RTK測量的過程中，一般情況下需要先進行工程平面圖的繪制。之后，在第一次進行測量時，先要繪制1：500的地形圖，并在地形圖上標注出各個測量點的位置，同時還需要設置不同的測量點，以此來保障測量的準確性。然后，根據各個測量點數據傳輸到基站點的數據轉換結果來作為測量參考數據。在實際測量過程中，特別要注意的是要確保坐標差值比較大的情況，如果出現這種問題需要對坐標點進行重新選擇，之后再進行數據信息的測量和分析。

3.3 水利工程中高程測量的運用

在進行水利工程的高程測量中，RTK測量技術的應用需要選擇相復合等級的測量控制點。在進行相關數據信息搜集之后，針對不同的測量等級來明確誤差范圍，之后再對測量數據信息進行平差處理。比如，如果水利工程測量標準分為四等水準來進行測量，那么就需要把每千米的誤差范圍控制在0.45cm以內。之后，通過對這些數據進行綜合性的分析來計算出水利工程施工范圍內的高程數據信息。水利工程中的工程測量要先選擇合適的基準點，對整個水利工程的測量數據信息進行準確計算；并結合水利工程測量知識來合理的控制測量誤差，盡量把誤差控制在最小范圍內，避免出現多次測量誤差累計擴大誤差值的問題[4]。

3.4 水利工程測量中RTK測量技術應用保障措施

（1）衛星問題的解決措施；RTK測量技術在水利工程測量中的應用主要是依靠GPS衛星信息來進行數據信息的感知和定位搜集的，所以，衛星數據的搜集更多，更準確，才可以確保RTK測量的準確性和完整性。但是，在實際應用過程中經常會出現衛星數量不足，覆蓋范圍不夠廣泛，地形地勢限制等多方面的影響，需要由測量人員進行處理。所以，針對這些問題，要以衛星預測來提前進行RTK測量設備和測量路徑的選擇、定位，避免受到測量區域范圍內衛星信號差的影響。另外，還要根據測量區域的地形、環境、地勢等外界環境情況來明確基站點和通訊方式的選擇，確保衛星通視，提高RTK測量數據搜集的準確性和完整性。

（2）RTK測量中信號問題的解決措施；受到多種因素影響，RTK測量過程中會出現信號傳輸不穩定，數據加工受限制，電磁波干擾等問題，這些問題會嚴重影響到RTK測量設備對數據信息的收集和分析，從而影響到最終數據測量的準確性和完整性。所以，需要對RTK測量設備的信號通路進行調整和完善，避免地理因素和環境等因素產生的電磁波信號干擾。如果信號干擾比較嚴重的時候，還可以采用分布式方法來對RTK通信進行加密處理，通過這種方式來保障信息采集的準確性和全面性[5]。此外，還可以通過對RTK設備進行多次校驗、重復項目測量等方式來提高RTK系統數據信息分析的準確性和完整性，確保RTK測量在水利工程測量中的應用效率。

4 結語

和以往的水利工程測量方式相比較來說，RTK測量技術有著眾多優勢，比如，RTK測量的準確性高、便捷性強、應用范圍廣、具有自動化優勢，在很大程度上不僅縮短了測量時間，提高了測量的工作效率，同時，還保證了水利工程測量的準確性和安全性，不用通過人工測量就可以實現精準測量，為水利工程測量作業的準確性提供了重要保障。因此，在水利工程測量中應用RTK測量技術，不僅可以提升水利工程測量的準確性，同時對于促進水利工程高速發展也有著非常重要的意義。