GPS—RTK在水利工程施工測(cè)量中的應(yīng)用

王業(yè)勝

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷提高，對(duì)于水利工程施工測(cè)量的技術(shù)方式也不斷呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展方向。其中GPS-RTK測(cè)量技術(shù)就是通過(guò)將全球定位技術(shù)與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)結(jié)合，并且通過(guò)相位觀測(cè)作為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)的簡(jiǎn)稱?？梢哉f(shuō)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在實(shí)踐與推廣的過(guò)程中對(duì)于水利工程施工測(cè)量的精確度與效率有著非常明顯的提升。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK；水利工程；測(cè)量

1、GPS- RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的結(jié)構(gòu)與原理

1.1 GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的結(jié)構(gòu)

GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，全稱為Gloabal Position System-Real TimeKinematic，即全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)。 這種技術(shù)實(shí)際上就是通過(guò)將全球定位技術(shù)以及RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行的一種實(shí)時(shí)分差定位技術(shù)。

這種技術(shù)以載波相位觀測(cè)來(lái)保證實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)測(cè)量移動(dòng)檢測(cè)在指定位置中的三維顯示。GPS全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括了GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、基準(zhǔn)站、移動(dòng)站、無(wú)線電通信設(shè)備以及動(dòng)態(tài)差分測(cè)量軟件等共同組成。而RTK系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括了基準(zhǔn)站 、移動(dòng)站以及無(wú)線電通信設(shè)備三部分共同組成。其中基準(zhǔn)站的構(gòu)成包括了GPS天線、GPS接收機(jī)以及UHF天線、UHF超高頻接受電臺(tái)、移動(dòng)控制器、電腦、供電設(shè)備等共同構(gòu)成。

1.2 GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)工作原理

在GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)，GPS天線主要負(fù)責(zé)的工作就是通過(guò)衛(wèi)星信息來(lái)采集地理信息。 GPS接收機(jī)主要負(fù)責(zé)的工作就是針對(duì)天線發(fā)回的信號(hào)進(jìn)行接收、處理以及存儲(chǔ)等功能。 基準(zhǔn)站UHF超高頻發(fā)射電臺(tái)主要負(fù)責(zé)的功能就是向移動(dòng)信號(hào)站發(fā)射具體信號(hào)的職能。

移動(dòng)站UHF超高頻接收電臺(tái)主要負(fù)責(zé)的就是接收來(lái)自于基準(zhǔn)站的各種實(shí)時(shí)信息。動(dòng)態(tài)差分測(cè)量軟件位于移動(dòng)站的移動(dòng)電腦之中，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與計(jì)算等功能。GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的主要工作原理就是 ，通過(guò)GPS接收機(jī)來(lái)針對(duì)所有的GPS衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)不斷的監(jiān)測(cè)， 從而將這些位置信息以及觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的基準(zhǔn)站坐標(biāo)、天線高程等利用UHF超高頻發(fā)射電臺(tái)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的發(fā)射 ，GPS接收機(jī)的能夠接收到來(lái)自于GPS衛(wèi)星信號(hào)的信息。 通過(guò)移動(dòng)站的動(dòng)態(tài)差分測(cè)量軟件來(lái)針對(duì)接受到的基站信息與衛(wèi)星信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析與處理，最終得到移動(dòng)站相對(duì)于基準(zhǔn)站的三維坐標(biāo)，然后通過(guò)移動(dòng)站的實(shí)施坐標(biāo)來(lái)達(dá)到三維定位的效果。

2、GPS- RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)測(cè)量流程

2.1 測(cè)試前準(zhǔn)備

在GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，首先一定要進(jìn)行專業(yè)內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備工作，包括輸入已知坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，或者整理已知的控制點(diǎn)信息，從而根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，進(jìn)一步在測(cè)區(qū)中心的控制點(diǎn)滿足GPS作業(yè)的相關(guān)要求。 還需通過(guò)輸入放樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)來(lái)準(zhǔn)確的求得放樣。

2.2 求坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)

對(duì)于 GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于坐標(biāo)存在不確定的因素，所以在實(shí)測(cè)量的過(guò)程中必須要針對(duì)獨(dú)立的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，而且還需要通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)來(lái)獲得該地點(diǎn)的立坐標(biāo)以及GPS坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。 對(duì)于坐標(biāo)系參數(shù)的求解方法就是首先通過(guò)GPS靜態(tài)方式將GPS控制點(diǎn)進(jìn)行安排， 從而獲得各地的地方坐標(biāo)， 在利用同一點(diǎn)的兩種坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)得出參數(shù)坐標(biāo)，在求解參數(shù)的過(guò)程中必須要選擇兩個(gè)以上的控制點(diǎn)，從而保證參數(shù)的準(zhǔn)確性。

2.3 基準(zhǔn)站的選擇

為了進(jìn)一步保證基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間的信號(hào)傳輸質(zhì)量，從而必須要保證基準(zhǔn)站符合以下幾點(diǎn)要求：首先，對(duì)于基準(zhǔn)站的設(shè)置應(yīng)該盡可能的設(shè)置在已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)上，從而進(jìn)一步保證基準(zhǔn)站選定的工作能夠更加的準(zhǔn)確。 其次要保證基準(zhǔn)站應(yīng)該盡可能的在測(cè)區(qū)高程之內(nèi)，而且測(cè)區(qū)的內(nèi)部應(yīng)該盡量避免高大建筑等遮擋物，從而保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。 其次要保證基準(zhǔn)站的周圍沒(méi)有任何能夠?qū)τ贕PS信號(hào)產(chǎn)生干擾的干擾源，包括電臺(tái)、電視臺(tái)、高壓線塔、無(wú)線電發(fā)射臺(tái)等。 還要保證UHF超高頻電臺(tái)的天線應(yīng)架設(shè)在GPS接收機(jī)天線的北側(cè)。

3、GPS- RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在水利工程施工測(cè)量中的主要優(yōu)勢(shì)

水利工程施工測(cè)量工作非常的重要，不僅能夠保證防洪抗旱的指揮工作順利進(jìn)行，而且還能夠進(jìn)一步保證人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。 但是水利工程施工測(cè)量工作的內(nèi)容以及工作量是非常巨大的，單單一項(xiàng)水文調(diào)查的測(cè)量?jī)?nèi)容就包括了河流的平水期、豐水期、枯水期的劃分；河流彎曲及平直情況、河寬、坡度、橫斷面、水位、水深、流速、流量、水溫及泥沙含量等等方面的工作內(nèi)容。傳統(tǒng)的水利工程施工測(cè)量方法不僅耗時(shí)耗力，而且常常存在測(cè)量不準(zhǔn)的情況，從而造成無(wú)法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情。但是，通過(guò)GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行水利工程施工測(cè)量， 不僅能夠進(jìn)一步的提高水利工程施工測(cè)量的工作效率，而且對(duì)于水文的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度也有著非常明顯的提升。

通過(guò)對(duì)于GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在水利工程施工測(cè)量中的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步的在水文地形測(cè)量中得到非常好的應(yīng)用，而且具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。 采用GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在水利工程施工測(cè)量的過(guò)程中 ，只需要一名工作人員攜帶移動(dòng)站來(lái)按照上述的工作流程，通過(guò)輸入監(jiān)測(cè)點(diǎn)的特征編碼，并且在每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)停留幾秒就能夠獲得該位置的實(shí)況坐標(biāo)，也就是只需要一名測(cè)量人員在測(cè)區(qū)內(nèi)只需要走一遍就能夠完成全部的外業(yè)工作。

通過(guò)外業(yè)工作之后，專業(yè)的測(cè)量軟件對(duì)于實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行集中的處理，短時(shí)間內(nèi)就能夠輸出該區(qū)域的地形圖數(shù)據(jù)，可以說(shuō)，通過(guò)GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在水利工程施工測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)一步提高了水利工程施工測(cè)量工作的效率。伴隨著科學(xué)技術(shù)的水平不斷提高，各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅能夠極大的提高我們的生活質(zhì)量，而且對(duì)于社會(huì)的各個(gè)方面也有著非常積極的促進(jìn)作用。

對(duì)于水利工程施工測(cè)量工作來(lái)說(shuō)，通過(guò)采用更加先進(jìn)的GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)來(lái)提高水利工程施工測(cè)量的工作效率與工作質(zhì)量，而且還能夠進(jìn)一步發(fā)揮出水文 測(cè)量工作的重要意義。具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。通過(guò)對(duì)于水利工程施工測(cè)量中的GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)進(jìn)全面的介紹， 包括了系統(tǒng)的構(gòu)成以及系統(tǒng)工作的原理，以及GPS-RTK全球定位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在水利工程施工測(cè)量中的具體工作方法等。

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