水利工程渠道测量中GPS—RTK技术的应用探讨

宋国福

摘要：渠道测量是水利工程渠道建设中最重要的部分，渠道测量主要是对渠道范围、长度、宽度、高度等进行定位，因此需要运用GPS-RTK定位技术。本文首先对GPS-RTK技术进行简单概述，然后对渠道测量的内容进行详细说明，进而研究水利工程渠道测量中GPS-RTK技术的具体应用。

关键词：GPS-RTK技术 水利工程 渠道测量 具体应用

中图分类号：TV221.1；P228.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0210-02

1 GPS-RTK技术概述

GPS技术是指一种全球定位系统，主要是通过GPS卫星导航来实现坐标定位。GPS技术能够精确的测量物体所在位置的坐标，在坐标演变量的精度和方式上，有毫米级、厘米级的区分，在坐标状态上则有静态和动态之分。RTK就是GPS技术中的实时动态定位技术，又称为载波相位动态实时差分技术。RTK技术测量的基本原理主要是通过无线电传输设备将流动站上接收机上的接收的信息通过卫星实时传播和发送给GPS基站，通过解码和组成差分观察值，然后得到本站的坐标位置。GRS-RTK技术具有实时性和动态性两种特点，能够对物体的实时动态进行精确的三维定位，因此还具有速度快、精确度高、效率高等三个特点，常用于野外观测。GIS系统功能如图1。

2 水利工程渠道测量的内容

水利工程的渠道测量主要是保证渠道施工方案的准确设计，因此要求在渠道测量过程中现场的放线位置要合适、测量的数据要准确等，才能确保施工方案的可行性。基于此目的，水利工程渠道测量的内容主要包括以下几个方面：1）渠道及其配套建筑物平面位置的测量。在渠道测量导线图的设计过程中，每个位置如渠道的拐角部位的拐点、始点、终点等都要进行精确，且在设计图纸上要用适当的比例标示出来。2）对渠道的纵断面距离地面的高度和里程进行测量。水利工程渠道需要通过地面的开挖形成河道形式，在纵断面图纸上需要对整个渠道的长度和高度进行测量，由于渠道时弯时直，因此可以采用用小木桩分段测量的方法来进行。3）渠道横断面高度和宽度的测量。在这部分测量内容中，需要确定渠道横向施工的范围，即渠道的宽度和高度，因此地形对该方面的测量有重大的影响。4）渠道放线方面的测量。对于渠道的修建放线过程中，主要目的是观察沿线周围的地形地貌以及植被的情况，另外对放线区域周围的环境进行记录和调查。

3 水利工程渠道测量中GPS-RTK技术的具体应用

利用GPS-RTK技术进行水利工程渠道测量主要是通过卫星定位技术在地面上沿选定的中心线及其两侧测出纵断面和横断面，最后绘制成图。其具体应用表现在以下几个方面：

3.1 渠道测量GPS-RTK技术控制点的布设

在布设之前，首先对技术要求和施工目标进行明确，也就是水利工程渠道的长度。范围以及高程位置，然后在地面上一定范围内选择多个控制点，这些控制点也是以后施工中要进行测量的控制点，在渠道长度约为1到1.5千米的位置要布设一个水准点，这些点的特征需要保持一致，且尽量在渠道的一侧，采用统一的装备和安装手法。等控制点布设好后，在后期施工测量过程中，以这些点作为起算点，测量出加密控制点，确保施工过程中基准站能够顺利安装到加密点上，完成施工时测量。

3.2 渠道GPS-RTK断面测量

渠道的断面测量是根据选定好的渠道线路进行的，在测量前，需要将基站架设好，然后校准控制点。基站的信号接收需要持续10分钟，这样才能保证在高程部分的测量较为准确。而流动站的安置只需在渠道范围30千米内，进行任意作业，测量的时间大约为一天。做好上述准备，开始进行断面测量，采用标定中桩的方法来测量。根据渠道的设计图纸，大约每20到50 米之间设置一个中桩，用GPS-TRK技术测量一个横截断面，且两个中桩之间不需要通视。值得注意的是，在断面的中桩标定时，需要根据设计断面的大小，按照上边桩和下边桩进行区分标记且形成代码手簿记录。

3.3 渠道GPS-RTK建筑物测量

水利工程渠道的线路设计中，可能会遇到交叉性的建筑物，传统的测量方法在该部分的测量是比较复杂的，而GPS-RTK技术可以较方便的在渠道测量过程中对渠道的交叉建筑物进行附加测量。主要操作是在渠道建筑物旁边增加一个流动站，根据渠道测量工作的具体需要，确定渠道与渡槽、倒虹吸、隧洞的平面交角测量，保证在渠道断面测量时同步完成建筑物的测量。

3.4 GPS-RTK渠道测量内业

利用GPS-RTK技术对渠道测量的结果通过内业完成，需要借助计算机内的软件系统如CASS等成图软件对基站和流动站记录的数据如中桩变桩的坐标高程、建筑物测量数据等绘制渠道导线图，也就是渠道测量的总平面图。在内业处理过程中，运用多种计算方法和坐标系统，在渠道纵、横断面图的输出速度很快，在渠道与河沟、道路以及上下渠道的交角的实际测量数据上也比较精确，突破了原来测量方法的测量误差。

4 结语

水利工程渠道主要是用来引水和输送水的通道，有灌溉、排水以及引水发电等功能。水利工程渠道测量中应用GPS-RTK技术，具有作业效率高、精确度高的特点，在渠道测量的测量站点设置上大大减少了时间和次数，不仅节约了时间，还节约了人员成本。另外，由于GPS-RTK技术不同于以往两个测试点之间的光学通视，因此自然条件的变化如雾霾等不会对测量产生影响。在数据的处理上也采用了计算机技术和软件技术，大大降低了人为记录和计算的误差，值得水利工程测量工作中进行应用和推广。

参考文献

[1]韩其生.GPS-RTK技术在水利工程渠道测量中的应用研究[J].北京农业，2014，21：236.

[2]吴康.GPSRTK技术在水利工程测量中的应用研究[J].科技与企业，2014，18：130.

[3]李旭成，郝明辉，包海雄.浅议GPS-RTK技术在水利工程渠道测量中的应用[J].中国水运（下半月刊），2010，12：179-180.endprint