GPSRTK技术在水利测绘中的应用

GPSRTK技术在水利测绘中的应用

马文帮

宿迁市水务勘测设计研究有限公司江苏宿迁223800

摘要：在全球范围之内，应用最广的就是GPS定位、导航技术。随着GPS技术的进步，高精度的GPS测量采用载波相位观测值，而GPSRTK定位技术正是利用载波相位观测值进行实时动态定位的，能够实时地提供厘米级精度的定位。该方案具备操作简单、使用方便以及测量精度高等优点，在偏远地区复杂环境下的水利工程测绘中得到广泛应用，并且得到技术人员的广泛好评。

关键词：GPSRTK；水利测绘；应用

引言

GPSRTK作为实时差分GPS测量技术，具有实时性和动态性特点，而且定位精度能够达到厘米级，其在工程测量中的有效应用，为地形测量、工程放样和各项控制测量工作带来了更多的便利，有效的提高了外业作业的效率。在水利工程测绘应用GPSRTK测量技术中，提高水利工程测绘工作的质量，并且对促进水利工程测绘工作起到了积极的作用。

1GPSRTK技术概述

GPS技术是全球卫星定位技术，在各个领域中起到了非常重要的作用。而RTK是一种在观测载波相位制的基础上进行实时动态定位的技术。将二者应用于水利工程测量中，能发挥实时提供测量控制点坐标系的三维定位结果的作用。当然，GPSRTK技术之所以能发挥如此作用，主要是由于RTK技术将数据传输技术与GPS测量技术相结合，形成了RTK测量系统。RTK测量系统主要由基准站接收机、数据链、流动站接收机3部分组成。在应用此系统的过程中，利用RTK技术进行测量，将测量结果传输到流动站的GPS接收机上，从而在观测GPS卫星的基础上采集并记录相应的信息。同时，GPS接收机接收基准站发出的信号，并利用测量得到的数据进行计算。如果需要满足精准化的需求，可以再利用整周模糊度的求解技术对已经处理的数据做进一步的处理，从而获得毫米级别的测量数据。

2GPSRTK系统测量特点

2.1观测时间短

在采用GPS布设控制网时，每个测站上的观测时间一般在30～40min之间，观测时间很短；采用快速静态定位方法时，观测时间更短。如使用TOPCONGPS接收机的快速静态法可在5min以内求得测点坐标。

2.2测站之间无需通视

测站间相互通视一直是测量学的难题。GPSRTK这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

2.3自动化程度高

GPSRTK技术兼容性好、集成化程度高，方便连接计算机与装载各类测绘软件，能够将数据快速导人到其他绘图软件中，大大提高工作效率，同时也能减少由于人为因素导致的误差，有效提高了测绘的精度。

2.4操作简便

GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋于小型化和操作“傻瓜”化，观测人员只需将仪器对中、整平，量取仪器高，打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标,而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

2.5作业效率高

在一般地形地势下，安装好基准站后，一次就可以完成半径4km范围内的线路勘测、放样和地形图测量等相关工作，相比传统测量方案，大大减少了测量所需的控制点，同时减少了布设图根控制网的工作量，无需多次搬动测量仪器。

3GPSRTK技术在水利工程测绘中的具体应用

3.1控制测量

因农田水利工程建设的位置比较偏远，地形比较复杂，若利用传统的导线测量或水准测量等方法进行工程测量，很容易受到地理条件、气候条件等因素的影响，而且测量数据不精准，相应的水利工程建设也会受到影响。但基于GPSRTK技术的水利工程测量，只需要利用GPS对测量对象予以定位，在此基础上确定4个以上高等级控制点，即可利用RTK技术精准测量。

3.2水下地形测量

在水利工程建设过程中，需要对水下地形情况进行有效掌握。但由于水下地形十分复杂，测量难度较大。因此在水利工程测绘过程中，利用普遍方法来对水下地形进行测量不仅工作量较大，而且需要较多的人力支持，测量范围十分有限，测量精度也难以保证。因此在近年来水下地形测量中通常都是采用GPSRTK技术，会应用到海洋测量软件、数字测深仪、动态GPS等，为水下地形测量带来了较多的便利条件。在具体测量过程中，需要对计算机、测深仪和GPS进行连接，利用导航软件来对测量船进行定位，同时将测量船引导到特定的测量断面上，并利用测深仪和GPS将检测到的实时数据传输到计算机中。最后则会利用测量软件来对数据进行处理，并生成水下地形图。利用GPSRTK技术来实施水下地形测量，有效的降低了工作强度，缩短了测量周期，有效的提升了测量的精准度。

3.3断面测量

一些农田水利工程的建设，往往需要测量纵横断面图，进而准确地计算土石方量，为制定施工预算计划和施工方案提供依据。但是，借助以往的测量方法进行水利工程纵横断面测量，容易出现较大的误差，导致土石方量不准确，进而给施工成本控制和施工作业带来一定的影响。若将GPSRTK技术应用于断面测量中，可以在RTK手薄中输入设计线形，以便施工人员实时提供渠道纵向、横向断面，进而准确设置渠道的桩号到中线的距离，为标准化、合理化的施工作业创造条件。

3.4施工放样

一般全站仪放样需要2~3工人进行操作，而且正常情况下是对方向和距离的放样，还有对放样通视条件的要求高。如果采用RTK进行放样，则可以直接对坐标进行，手簿上将会自动显示到目标点的距离。另外，RTK技术还能够对很多复杂的曲线与直线进行放样，放样对象是一条直线上没有坐标的位置。此功能对拆迁放样具有重大作用。比如在房屋拆迁过程中，存在通视差的问题，而又需要在建筑物交叉点和拆迁线添加放样点，此时RTK放样直线就能很好的解决这个问题。

4RTK的局限性与质量控制

4.1卫星信号对测量精度的影响

由于RTK的测量是通过卫星信号的传输来完成的，所以卫星信号的强弱直接影响到RTK的测量精度。为了避免这种情况的发生，可以事先查看星历预报，选择较好的时间段进行测量作业，从而能够有效提高测量精度。

4.2数据链传输受到的干扰和限制

在RTK测量仪器工作的工作中，测量所得的数据需要通过数据链进行传输，而在电台信号传输的过程中容易受到建筑物以及山体等因素带来的干扰，从而影响到RTK的测量精度。所以为了提高测量精度，应该选择正确的位置设置基准站，从而避开这些干扰因素的影响。

4.3RTK测量成果质量控制

为了保证RTK的测量质量，可以通过对已知控制点的坐标进行测量来检验测量的精度；在开始正式测量之前，需要对两至三个点的坐标进行重测，每次都进行初始化，在保证每次测量结果都一致的情况下，再开始正式测量；设置两个基准站，在改变流动站频率的情况下进行测量，从而对重合点的坐标进行检查，以此判断RTK测量的质量。

结语

水利工程的快速发展为中国的经济发展奠定了坚实的基础。如果测量技术不完善，将严重制约水利工程建设，所以要重视测量技术的研究思路，并且及时地改进一些做法，着重提高技术，才是最关键的研究内容。本文结合实际，主要研究和分析了GPSRTK技术在水利工程测绘中的应用，希望能够给予读者一些借鉴。

参考文献

[1]黄伟明.GPSRTK技术在水利测绘中的应用[J].科技信息，2010（35）：12.

[2]王桂平.GPSRTK技术在水利测绘中的应用[J].学术，2016，68~69.

[3]张占勇.GPSRTK在水利水电测绘方面的运用[J].中国水运，2015，15（3）：69~70.