RTK技術(shù)在水利工程斷面測(cè)繪中應(yīng)用措施

李越

摘要：隨著科技的快速發(fā)展，在較大程度上提升了水利工程勘測(cè)方法與技術(shù)。現(xiàn)階段，在GPS系統(tǒng)當(dāng)中，也已經(jīng)廣泛應(yīng)用RTK測(cè)量技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)具有多樣化的測(cè)量方式，并且能夠提高測(cè)量精度，將其控制在毫米級(jí)，在水利工程測(cè)量當(dāng)中可以將RTK技術(shù)作為主要測(cè)量方式，這樣能夠全面展現(xiàn)出該項(xiàng)技術(shù)的快速測(cè)量速度，簡(jiǎn)便操作以及精確測(cè)量等優(yōu)勢(shì)，全面促進(jìn)水利工程測(cè)量的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；斷面測(cè)繪；水利工程；應(yīng)用分析

1、RTK技術(shù)測(cè)量的基本原理

在實(shí)際測(cè)量當(dāng)中，需要使用多臺(tái)GPS接收設(shè)備，并且需要使接收設(shè)備同時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)。之后在處理期間需要與觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行結(jié)合，這樣可以得到觀測(cè)站之間的準(zhǔn)確向量，之后利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和平常方式得出測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。由以上可以看出，靜態(tài)測(cè)量無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，但是RTK技術(shù)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)需要使用一臺(tái)GPS信號(hào)接收設(shè)備，并且在此基礎(chǔ)之上使用無(wú)線數(shù)字通訊系統(tǒng)。再借助GPS信號(hào)接收系統(tǒng)建立一整完成體系。基準(zhǔn)站，主要是利用電臺(tái)傳輸測(cè)站數(shù)據(jù)和觀測(cè)信息等。需要利用基準(zhǔn)站和流動(dòng)站對(duì)觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行傳輸之后進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，這樣能夠獲取兩站之間的基線值。之后需要將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的參數(shù)進(jìn)行輸入，這樣就能夠得到最終的測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。因此，在使用GPS測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)時(shí)，需要確保數(shù)據(jù)處理功能的實(shí)效性，GPS系統(tǒng)的構(gòu)成部分主要包括以下方面：

1.1GPS系統(tǒng)雙頻設(shè)備

為了全面展現(xiàn)出GPS測(cè)量效果，需要使用單頻接收設(shè)備和雙頻接收設(shè)備。如果只使用單頻設(shè)備處理位置數(shù)據(jù)，只需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。此外，單頻設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行期間常常會(huì)出現(xiàn)失鎖情況。如果在失鎖條件下對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行初始化則需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，所以在運(yùn)行期間需要使用雙頻設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。

1.2GPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸

為了能夠?qū)⒂^測(cè)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站當(dāng)中，在實(shí)際處理期間需要和流動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行，因此在實(shí)際測(cè)量期間需要使用無(wú)線通訊設(shè)備。無(wú)線通訊設(shè)備主要是無(wú)線信號(hào)調(diào)制調(diào)解器，由于在實(shí)際測(cè)量期間會(huì)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)信息，因此，在實(shí)際傳輸期間需要應(yīng)用高速方式，并且將波特率控制在1萬(wàn)以上。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)能夠幫助流動(dòng)站全面了解基準(zhǔn)站的設(shè)站信息以及工作狀態(tài)等，進(jìn)一步提升排查工作的效率。

1.3GPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

基準(zhǔn)站主要是利用數(shù)據(jù)解算對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)和自身信息進(jìn)行處理。所以需要針對(duì)性的處理各個(gè)歷元，還能夠?qū)πl(wèi)星進(jìn)行鎖定，在幾何圖形強(qiáng)度方面表現(xiàn)良好，能夠全面確保點(diǎn)位精度。所以，在選擇處理系統(tǒng)時(shí)首先應(yīng)當(dāng)選擇數(shù)據(jù)處理功能較強(qiáng)的系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，該種類(lèi)系統(tǒng)逐漸完善各項(xiàng)功能，并將其應(yīng)用在實(shí)際測(cè)量當(dāng)中。

2、分析RTK技術(shù)測(cè)量的主要方式

GPS測(cè)量方法與模式之間存在較大的關(guān)聯(lián)性。不同的作業(yè)模式，觀測(cè)時(shí)間以及作業(yè)方法在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中都具有差異性?，F(xiàn)階段，作業(yè)模式主要分為動(dòng)態(tài)定位，準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位，快速靜態(tài)定位以及靜態(tài)定位等。在沿線總體控制測(cè)量期間需要使用快速靜態(tài)定位和GPS靜態(tài)定位?？梢詫⒖焖凫o態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用到渠道測(cè)量，河道測(cè)量以及公路施測(cè)斷面當(dāng)中，能夠?yàn)橐陨蠝y(cè)量提供較高準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)。在對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行完善，建立其間能夠全面展現(xiàn)出RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

3、RTK技術(shù)在水利工程斷面測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

3.1堤防工程的斷面測(cè)量

（1）為了加強(qiáng)堤防工程的防洪能力，對(duì)其斷面進(jìn)行測(cè)量。由于水庫(kù)兩岸灘地存在茂密植被，如果在測(cè)量期間使用傳統(tǒng)的端面測(cè)量方式將無(wú)法滿(mǎn)足測(cè)量需求。由于測(cè)量距離比較長(zhǎng)以及遮擋面積較廣，因此在實(shí)際測(cè)量時(shí)需要不斷移動(dòng)觀測(cè)站，需要浪費(fèi)大量的物力，人力。因此在實(shí)際測(cè)量期間需要按照工程，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用RTK技術(shù)，首先需要在觀測(cè)區(qū)域選擇較多個(gè)GPS控制點(diǎn)，并且在所有控制點(diǎn)的高程滿(mǎn)足四等標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)GPS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)各坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行求解，在完成之后，需要將求解數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿?dòng)站記錄冊(cè)當(dāng)中，在實(shí)測(cè)期間就能夠獲取各個(gè)坐標(biāo)。測(cè)量橫斷面主要使用GPSRTK線路放樣功能，該項(xiàng)功能主要是在斷面線上選取點(diǎn)位坐標(biāo)，之后按照選取的點(diǎn)位坐標(biāo)建立線路資料并傳輸?shù)接涗泝?cè)當(dāng)中。需要在E級(jí)GPS控制點(diǎn)上設(shè)置GPS基準(zhǔn)臺(tái)，將天線對(duì)中布置，需要對(duì)天線高進(jìn)行多次測(cè)量，之后選取平均值。流動(dòng)站對(duì)基準(zhǔn)站發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收，根據(jù)記錄冊(cè)當(dāng)中預(yù)設(shè)的斷面線測(cè)量線路，并且需要實(shí)時(shí)控制點(diǎn)位質(zhì)量。在測(cè)量之前需要對(duì)比分析參考站已知點(diǎn)精度。在采集斷面點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，需要將GPS流動(dòng)站控制在斷面線之上，并將斷面線與斷面點(diǎn)之間的偏離距離控制在十厘米。

（2）測(cè)量縱橫斷面。在對(duì)縱橫斷面進(jìn)行測(cè)量時(shí)首先需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和設(shè)計(jì)，完成以上工作之后需要立即施工，在實(shí)際測(cè)量期間需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)人員的各項(xiàng)要求，并且隨時(shí)將修改后的線路測(cè)量數(shù)據(jù)提供給設(shè)計(jì)人員。因此在實(shí)際測(cè)量時(shí)需要使用KTK技術(shù)，在RTK接收機(jī)當(dāng)中輸入拐點(diǎn)數(shù)據(jù)，按照兩點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)實(shí)際測(cè)量進(jìn)行控制，避免其與設(shè)計(jì)路線出現(xiàn)較大偏離。在使用該種方式進(jìn)行測(cè)量時(shí)能夠有效校測(cè)已知點(diǎn)，并且具有較高的精度。

（3）測(cè)量水工建筑物的縱橫斷面。在對(duì)該種情況進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常都需要設(shè)計(jì)人員提供相應(yīng)坐標(biāo)，并且要求測(cè)量人員在RTK接收機(jī)當(dāng)中輸入坐標(biāo)。之后按照兩點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量縱橫斷面。

3.2合理設(shè)置控制網(wǎng)和RTK測(cè)圖

利用GPS雙頻機(jī)靜態(tài)觀測(cè)方式建立控制網(wǎng)，并且采集數(shù)據(jù)平差，這樣就能夠得到取點(diǎn)位坐標(biāo)，全面確保學(xué)點(diǎn)為坐標(biāo)的精度。此外，還需要加強(qiáng)控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測(cè)水平，這樣才能夠保障三維高精度坐標(biāo)，并根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。之后，需要通過(guò)RTK技術(shù)在網(wǎng)點(diǎn)建站當(dāng)中合理布設(shè)三維高精度坐標(biāo)，需要將半徑控制在8000米左右，這樣能夠?qū)Σ煌壤邷y(cè)圖進(jìn)行處理，最大限度加強(qiáng)物力效率和人工效率。

3.3河道帶狀圖測(cè)量要點(diǎn)

由于在實(shí)際測(cè)量當(dāng)中應(yīng)用GPS具有較強(qiáng)的靈活性，因此測(cè)量時(shí)可以使用GPS動(dòng)態(tài)方式。為了得到較高精度測(cè)點(diǎn)，可以忽略點(diǎn)位之間的通視效果。在獲得標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位精度之后需要終止觀測(cè)，沿著河道進(jìn)行設(shè)置和控制。利用RTK技術(shù)建立觀測(cè)站。由于RTK技術(shù)能夠確定空間三維坐標(biāo)，并且對(duì)第地物點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，有效控制縱橫斷面的點(diǎn)位坐標(biāo)。因此，RTK技術(shù)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)，并實(shí)時(shí)處理編號(hào)，之后繪制出帶狀地形圖。這樣能夠全面提升工作效率。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，RTK技術(shù)定位精度較高，并且能夠達(dá)到毫米級(jí)別的精度效果。在實(shí)際測(cè)量期間不需要累計(jì)誤差，比較方便快捷，節(jié)省人力物力，缺點(diǎn)就是易受地形特殊氣候信號(hào)源等干擾?？傊?，在水利工程斷面測(cè)量期間應(yīng)用RTK技術(shù)能夠全面提升測(cè)繪效率，進(jìn)一步提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]林淑晶，姜浩，鄭京旭.GPS RTK技術(shù)在水利工程測(cè)繪中的應(yīng)用淺析[J].經(jīng)緯天地，2017，12（03）：23-25.

（作者單位：河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）