水利工程測量GPSRTK技術的應用

1、    水利工程測量gpsrtk技術的應用    孟高原（滄州水利勘測設計院 河北滄州 061000）摘要：現(xiàn)今的水利工程測量工作中，應用最廣泛的就是gpsrtk技術，而這種新型測量方式的引入，則使得水利工程測量的準確性、時效性都有了很大的提高。本文作者深入的論述了gpsrtk技術在實際工作過程中的具體應用，闡述了其基本工作原理，并針對其中存在的一些問題進行了深入的論述。關鍵詞：gps rtk；水利工程測量；應用；精度1. gps rtk基本原理rtk（real time kinematic）測量技術其實就是對測量對象進行實時動態(tài)監(jiān)測，要借助載波測量技術

2、和數(shù)據(jù)傳輸技術相結合的方式來開展工作，這在gps技術發(fā)展史上是一個巨大的飛躍，其主要是借助基準站接收機、數(shù)據(jù)鏈和流動站接收機來完成工作的。工作的原理為：在規(guī)定的某個高等級點上安裝一個gps接收機，以不間斷的對可見衛(wèi)星監(jiān)測，把監(jiān)測收集到的信息都收集起來，并借助無線電傳輸設施將其發(fā)送至流動站。也就是說，流動站的gps接收機除了要獲取衛(wèi)星信號，還必須收集無線接收設備和基準站的數(shù)據(jù)，然后結合相對定位的方法，來準確的確定流動站的三維坐標。2. rtk測量的特點相對于傳統(tǒng)測量學及gps常規(guī)測量，rtk 測量主要有以下特點：（1）定位精度高。rtk測量標稱精度可達到：lcm + 1ppm（平面），2cm +

3、 lppm（高程）。（2）快速提供三維坐標。rtk通過實時處理2s內即可測得三維坐標。（3）無需近距離工作，工作耗時少。rtk測量工作的半徑一般都是15千米，且其自動化水平很高，工作者只需設置好基準站之后便可以開展流動站工作，衛(wèi)星信號的獲取、數(shù)據(jù)跟蹤監(jiān)測等都是由設備自動完成的。在1+2工作模式下，兩個測量小組還能夠同步開展工作，更加有效的提高工作效率。（4）測站之間無需通視，是相互獨立的觀測值，不存在誤差積累傳播。3. gps rtk技術在水利工程測量中的應用3.1加密控制點的測量眾所周知，要進行某項測量首先要做控制測量，由于水利工程多位于偏遠地區(qū)，已知高等級控制點很少，常規(guī)的控制測量方法是測

4、距儀導線和三角網(wǎng)測量，測量精度也會受到諸多因素的影響，大大增加實際工作量，但gpsrtk技術則能夠很好的解決這一問題，每天至少能夠測量30個加密控制點。3.2水下地形測量現(xiàn)今，gpsrtk技術有了迅猛的發(fā)展進步，這使得水下地形測量技術也在不斷的普及。工作過程中應用頻率較高的技術有：徠卡gps530動態(tài)gps，中海達數(shù)字單（雙）頻測深儀，海洋測量軟件。應按照下面的環(huán)節(jié)來進行gps水下測量工作：把gps、測探儀和電腦三項設備聯(lián)系起來，并使用導航軟件來確定測量船的位置；規(guī)定測量船的運行方向，將gps和測探儀所得到的數(shù)據(jù)傳入到電腦中，經(jīng)過海洋測量軟件的處理之后，便能夠得到水下地形圖并得到相應的文件，最

5、終便能夠借助南方測繪cass7.0技術來形成水下地形圖。分析近幾年的測量結果不難發(fā)現(xiàn)，gpsrtk技術的應用，大大降低了人員工作量，提高了工作效率，并且所得到的水下地形圖也能夠更好的促進地理信息系統(tǒng)的監(jiān)理，并提高管理工作的水平。3.3施工放樣測量使用rtk技術的放樣法來開展點、直線以及曲線放樣工作，能夠很好的保證施工放樣測量的準確性。將事先設計好的確定左邊當做參考點及目標點，而流動站的位置則可以是修正點，電子屏幕上所表現(xiàn)出的圖形便是目標點所產生的偏移，以此為依據(jù)來知道流動站的運行軌跡，以更好的保證工作精度。3.4數(shù)字化地形圖測量rtk技術的主要優(yōu)勢就是能夠快速定位并獲得準確的坐標位置，因此在很

6、多測量環(huán)境中都能夠用于地形的測量。進行地形點的測量時，一般要保證設備具有良好的數(shù)據(jù)采集功能，且還需結合工作現(xiàn)場的實際狀況來進行設定。對于采集到的各種信息經(jīng)過成圖處理之后，便能夠形成數(shù)字化管道地形圖。地形點的采集一般單人即可完成，能夠很好的控制人力以及物力成本。3.5利用rtk進行“三防”設施gis數(shù)據(jù)的采集根據(jù)不同gis平臺要求，rtk 在數(shù)據(jù)采集時可以將“三防”設施不同的施測點的屬性加進去，對應于每個點的三維坐標，再進行一定的數(shù)據(jù)處理，可以生成適應gis平臺數(shù)據(jù)格式要求的基礎資料數(shù)據(jù)庫，并易于修改和完善。4、rtk的不足及測量成果的質量控制4.1受限因素分析4.1.1受衛(wèi)星狀況限制若衛(wèi)星所處

7、的位置對于美國最有利，則有一些國家在某個時間段可能就無法很好的被為性能覆蓋，測量得到的結果便不會具有很強的可信度。此外，在峽谷、密林深處及城市的摩天大樓之間，衛(wèi)星常常會長時間被遮擋，因此工作效率便會降低，但對測量結果進行嚴格的質量控制工作便能夠很好的處理這一問題，而且可以對作業(yè)時間進行合理的安排。4.1.2天空環(huán)境影響在每天的正午時段，電離層對于工作的影響最大，因此需要共用衛(wèi)星，因此無法接受到五顆衛(wèi)星，這便使得初始化要花費很多的時間。工作人員在南寧郊區(qū)進行工作時，專門做過試驗，在同一個位置和地點開展rtk測量工作時，一般會在11點之前或者15點之后，這樣才能夠很好的保證測量的精度，而且可以有效

8、的提高工作的效率。4.1.3數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標稱距離小的問題進行rtk數(shù)據(jù)的傳輸時，經(jīng)常會受到山體、建筑物以及高頻信號源的影響，因此在這一期間信號的強度會有所減弱，測量的準確性以及工作半徑也會減小。這一問題在地形起伏大的山區(qū)以及高樓密集的城市中心區(qū)表現(xiàn)的尤為明顯。此外，如果rtk技術的工作半徑過大，則測量結果的誤差也會大大增加。因此，必須保證其實際作業(yè)半徑與規(guī)定值相差較大。4.1.4初始化能力和所需時問問題若gps衛(wèi)星信號在工作過程中會受到較多物體的阻礙，便會導致失鎖問題的產生，這便需要對rtk技術進行頻繁的初始化，但精度以及工作效率都會受到不利作用。因此，最好選擇初始性能強

9、、工作周期短的rtk設備。4.1.5高程異常問題使用rtk技術進行工作時，一定要保證高程的精確性，可是我國的山區(qū)位置的高程圖卻存在很多問題，一些地區(qū)甚至都沒有高程圖，這一問題的存在使得gps大地高程轉換至海拔高程難度增大，且精度也大打折扣。4.2rtk測量成果質量控制研究表明，rtk確定整周模糊度的可靠性最高為95 ，rtk 比靜態(tài)gps還多出一些誤差因素，如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和gps靜態(tài)測量相比，rtk測量更容易出錯，必須進行質量控制。質量控制的方法主要有：（1）已知點檢核比較法。通常會在布測控制網(wǎng)采用靜態(tài)gps或全站儀來選擇更多的控制點，并且借助rtk技術來確定控制點的坐標，以便第一時間發(fā)現(xiàn)問題并予以解決。（2）重測比較法。在結束初始化設置后，一般會對12個rtk點以及高精度控制點進行重測。檢查合格后才能夠開展下一步工作。（3）電臺變頻實時檢測法。使用這一方法開展工作時，測區(qū)內至少要有兩個基準站，而且要用不同的頻率來發(fā)送各種數(shù)據(jù)，流動站對這些數(shù)據(jù)進行選擇性處理之后便可以得到2個以上的計算結果，最終評判工作的質量。在上述的這幾種方法中，已知點檢核比較法的精度最高，且控制點的數(shù)量一般都是固定的，因此要在有控制點的地