GPS-RTK技术在大厂县总干渠断面测量中的应用

武荣荣

近年来，随着GPS-RTK技术的不断发展与完善，GPS-RTK技术在测绘中的应用也越来越广泛。利用传统的测量仪器水准仪、经纬仪和全站仪等进行断面测量，受距离、天气、通视及通讯等条件限制，工作效率比较低，断面成果的质量也不是太高。随着GPS-RTK测量技术的引入，可实现单人测量，工作效率提高，节约成本，与常规水准仪、经纬仪和全站仪等采集设备相比，GPSRTK技术具有全天候、实时动态和定位精度高等优点，在测绘外业中居于主导地位，传统的采用水准仪、经纬仪和全站仪等作业手段已逐渐退居辅助地位。

1. 工程概况

大厂县总干渠流域内地势平坦，西高东低，多为旱地，流域内主要以种植小麦玉米为主。测区交通便利，乡间路多为水泥路。项目实施时间为冬季，受植被等地物对GPS信号的遮挡影响较小。本文介绍南方公司生产的灵锐S86 GPS-RTK测量系统在大厂县总干渠断面测量中的应用。

2. GPS-RTK技术原理

GPS-RTK测量技术 (RealTime Kinematic)是以载波相位观测为依据的实时差分GPS测量技术。其测量的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，基准站将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发给流动站，流动站接收机接收GPS卫星信号的同时接收基准站传输的数据，然后根据相对定位原理，实时地计算并显示移动站的三维坐标及其精度。

3. GPS-RTK技术在总干渠断面测量中的应用

3.1 首级控制

河北省水利水电勘测设计研究院已于前期在总干渠两岸布设了多个GPS控制点，并进行了静态观测。并对每个点都进行了四等水准联测。经过GPS平差与坐标转换计算，GPS网点位中误差全部满足设计要求。

测区GPS网共设8个点 （其中3个为已知点），控制网采用边连式布设，GPS采用灵锐S86静态GPS接收机4台套进行观测。GPS网形见图1。

图1

3.2 求转换参数，建坐标系

GPS-RTK实测的坐标一般是WGS-84大地坐标系坐标，而在此次断面测量中所需要的是1954年北京坐标系坐标，因此在进行测量工作前需要进行坐标转换，通过对测区内不少于3个控制点进行观测，获得控制点的WGS-84坐标并通过系统操作和已知点的本地坐标进行坐标匹配，选择满足限差要求坐标点参与七参数的求取，单击“应用”，七参数就自动计算保存完毕，并启用。

3.3GPS-RTK测量精度分析

得到转换参数后，经过检核已知点，差值满足限差要求后就可以进行测量了。使用移动站测量了部分GPS控制点的三维坐标，其平面坐标于用GPS静态定位方法测量的成果进行比较，GPS-RTK高程与四等水准进行了比较。平面误差和高程误差校核情况见表一。高程和平面误差均满足测量要求，由此可见整个测区的拟合成果是可靠的。见表1。

表1

3.4 断面数据采集

流动站的操作1人即可完成，在地形图上设计好断面线，再将设计好的断面线数据以GPS-RTK手簿支持的格式传输到手簿里。在现场通过放样直线的模式确定断面的位置，如果觉得位置不合适，还可以在现场进行调整，在现场确定好位置后采集数据，利用采集的数据重新生成直线确定断面的方向，接着就可以根据确定好的方向进行数据采集了。所有数据全部存储在与流动站连接的测量手簿中，避免了以往适用全站仪等产生报、听、记录数据中可能发生的差错，保证了数据采集的完全正确性。在当天外业结束前，在已知点上进行检核，满足精度后，数据方可使用。

3.5 内业数据处理

野外数据采集结束之后，当天就可以通过数据导出功能导出数据，将所采集的数据按要求编绘成图。

4. 提高GPS-RTK测量的精度

控制点的选择：由GPS-RTK工作原理可知，在一般测区进行GPS-RTK测量，至少需要3个平面控制点，取相邻距离3～5km之内的控制点最好，控制点分布要均匀，要确保能够控制整个测区。因此，在测前要搜集好测区资料，选择合适的控制点。

作业距离：使用GPS-RTK作业之前，务必要查看说明书中的标称半径，使GPS-RTK的实际作业半径在标称半径范围之内。这是因为GPS-RTK数据链传输受到高大山体、高大建筑物和各种高频信号源等障碍物的干扰，传输信号会严重衰减，从而影响测量精度。

作业环境：基准站应远离电视台、电台和微波站等无线电发射源，其距离不小于200m，远离大面积水域，防止GPS信号的多路径效应的影响。

5. 结论

随着GPS-RTK技术的不断发展和完善，极大地提高了外业测绘的工作效率，节约了成本，创造了巨大的经济价值。在外业测绘中要结合GPS-RTK技术的特点，根据测区的实际情况，采取有效措施，严格按照操作规范进行外业采集，并加强成果的复核，以确保GPS-RTK成果的精确性和可靠性。