GPS RTK技术在水利工程测绘中的应用分析

李旭顺（广东水电二局股份有限公司，广州 511340）



GPS RTK技术在水利工程测绘中的应用分析

李旭顺
（广东水电二局股份有限公司，广州 511340）

摘 要：本文将对GPS-RTK技术基本原理以及GPS-RTK技术在水利工程测绘中的应用优势展开论述，并分析GPS-RTK技术在水利工程测绘中的具体应用，以供广大同行参考。

关键词：GPS RTK技术；水利工程测绘；应用

1　GPS-RTK技术基本原理的概述

RTK（Real - time kinematic）即实时动态差分法，其能够有效结合载波相位测量以及数据传输技术，是一项新型的GPS测量方法。RTK技术主要是由流动站接收机、基准站接收机以及数据链三方面内容组合而成，其主要是建立在实时处理流动站与基准站的载波相位的基础之上，通过已知基准点（高等级点）GPS接收机来对可见卫星进行连续、实时的观测，并将测距所得数据进行收集，通过无限数据传输技术传输到流动站，再由流动站依照相对定位原理将接收所得的GPS信号实时计算出流动站的三维坐标，并达到厘米级的定位精度。GPS-RTK技术的应用给地形测量、工程放样以及各项控制测量带来了便利，在很大程度上提升了外业作业的效率。

2　GPS-RTK技术在水利工程测绘中的应用优势

2.1作业条件要求低

应用GPS-RTK技术时，只需要能够接受到手机信号或是达到“电磁波通视”要求即可，而不需要求两点间满足光学通视。相较于普通测量方式而言，GPS RTK技术受气候条件、照明程度、能见度以及通视条件影响较小，即便在通视受限或两点间无法通视、受高层建筑阻挡或树林密集、地形复杂达到条件下，依旧能够采用GPS RTK技术进行测量。

2.2定位精度高

采用GPS-RTK技术测量时，是独立采集各个测点数据，数据信息可靠、准确，没有累计误差的出现。然而，普通的测量方法则存在累计误差的情况，通常使用同控制点施测或平差消除法来控制测量准确度。在采用GPS-RTK技术测量时，只需要在特定作业半径范围内，且符合基本的GPS -RTK工作条件，信号充足、移动站可以大致对中、基准站能精确整平对中的情况下，通过GPS -RTK技术所测量的数据均能达到厘米级高精度。

2.3自动化程度高

GPS-RTK技术具有兼容性好、集成化程度高的特点，极易连接计算机，能够装载各类测绘软件，并将数据快速导入到绘图软件当中，大大减少人工工作量，减少由于人为失误而产生的误差，在很大程度上提高了作业的精度。

2.4作业效率高

在普通地形地势下，设立基准站一次就能够完成4km半径范围内的线路勘测、放样以及地形图测量等测量工作，在极大程度上减少普通测量所需的控制点数量，并减少了布设图根控制网这类测绘工作，并且减少搬动测量仪器的次数。

3　GPS-RTK技术在水利工程测绘中的具体应用

3.1水下地形测量

水下地形情况对于水利工程建设有着重要的影响，然而由于水下地形是无法通过肉眼来判断，并且具有较大的复杂性，因此水下地形测量是水利工程测量难度最高的一个环节。普通的水下地形测量方法主要有全站仪配合测深仪、三杆分度仪以及六分仪等。但是普通的测量方法具有工作量较大、需要较大的人力资源，并且测量范围较为局限，测量精度不高等缺点。近年来，越来越多的水下地形测量作业都采用了GPS-RTK技术，主要包括海洋测量软件、中海达数字单（双）频测深仪、徕卡GPS530动态GPS等给水下地形测量带来了极大的便利。通常情况下，在水下地形测量中应用GPS-RTK技术主要分为以下几个步骤：首先，连接计算机、测深仪以及GPS。其次，采用导航软件定位测量船，且引导测量船航行于特定的测量断面上，再由测深仪与GPS把实时检测到的数据传送到计算机中。最后，通过海洋测量软件进行数据处理并生成水下地形图或是导出*.dat文件，接着采用南方测绘cass7.0地形地籍成图软件将水下地形图绘制出来。根据相关调查数据显示，在水下地形测量中应用GPS-RTK技术能够有效减少工作量，降低工作周期，极大程度的提升了测量的精准度。不仅如此，绘制而成的水下地形图还为建立与管理地理信息系统提供了有利的条件。

3.2加密控制点测量

控制测量是开展测量工作前的首要环节。由于我国绝大部分水利工程建设都位于较为偏远的地区，相对而言高等级控制点数量偏少。在传统的测量方法中，往往是通过三角网测量以及测距仪导线来进行测量，测量所得数据受外界因素影响较大，测量精度往往得不到保证，并且工作效率普遍不高。然而在水利工程测量中应用GPS-RTK加密控制点的测量，能够大大简化工作流程，并且对工作环境无过高要求，仅需在测量却与15km内，且具有3个或以上的高等级测量控制点即可，平均测量30～40个加密控制点每天，具有较高的工作效率。

3.3数字化地形图测量

在水利工程测量过程中，采用GPS-RTK技术的实时获得坐标结果以及快速定位的优势，能够在特定测量环境中测量地形。并利用数据采集的功能来测量地形点，或是结合实际地形来进行测量设定。最后将所采集到的地形点进行成图处理一生产数字化管道地形图。在此过程中可以单人完成地形点的采集工作，大大减少了工作周期与人力资源的使用。

3.4施工放样测量

在水利工程测量过程中，采用GPS-RTK技术随机软件中放样的功能来进行曲线、直线以及点的放样，将实现设定好的已知坐标输入，并以此作为目标点与参考点。将流动站实际所处位置坐标作为修正点，将目标点与修正点间所出现的偏移距离在电子手簿屏幕上以图形的方式显示出来，并依照指示移动流动站，直至达到规定的精度为止。除此之外还能够采用与上述方法相同的方法来来寻找已知坐标点。

4　结束语

总而言之，相较于传统测量方法而言，GPS-RTK技术具有较为明显的优势。在水利工程测绘中应用GPS-RTK技术不但能够突破测量过程中的地理环境以及气候条件的限制，而且还能在极大程度上减少了物力与人力的投入，大幅提升水利工程测绘效率以及测绘结果的准确性。

参考文献：

［1］姚忠松，杨仕华.论GPS-RTK技术在水利工程测量中出现的问题与处理方法［J］.经营管理者，2010（08）：362.

［2］许斌，罗洋.现代水利工程测绘中GPS—RTK技术的应用研究［J］.青年科学月刊，2014（09）：35.

［3］杜珍应.GPS RTK技术在水利工程控制测量中的精度分析［J］. 煤炭技术，2007，26（05）：118-119.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.081