关于GPS RTK技术在水利水电工程测量技术应用方面的探讨

段林海

摘 要 我国具有各种能源，尤其水资源占有量位居世界前列，随着国家综合国力的提升，对于水资源的开发利用达到了空前的发展程度，水利水电工程也是国内外到处开花，取得了令人瞩目的成就。在水利水电开发利用的同时，随着科技的发展，近年来，水利水电工程施工测量对于新技术的引进及应用也有了空前的发展势头。本文针对GPS RTK技术在水利水电工程测量中的技术运用做了一定层次的探讨。

关键词 水利水电；测量技术运用；探讨

1 水利水电工程测量的重要意义

水利水电工程建设中，测量是必不可少的环节，而且在項目施工前，是项目建设方案编制的重要依据，直接决定着建设的开展情况，影响工程的质量。其意义有以下几点：①决定水利水电工程施工的开展。施工图的设计需要结合工程现场的实际数据，包括地质结构、水文情况等，这些数据通過工程测量得到。测量如果不准确就会产生数据误差，给施工带来阻碍，造成设计变更，甚至引起质量问题；②保障水利水电工程质量。在水利水电工程建设中，工程质量容易受到沉降、偏移等因素干扰，出现一系列质量问题。借助工程测量手段，可以对影响工程质量的相关因素进行检测，发现问题及时进行解决，减少损失，确保工程质量；③避免安全隐患。在水利水电工程施工中，地下水位、地质构造等都是施工安全的潜在隐患。如果不能采取正确的施工方式，就可能引发施工安全事故。通过工程测量得到相关技术数据，可以使施工人员全面、详细地掌握安全风险因素，规避风险，保证工程施工安全[1]。

2 GPS RTK 技术的工作原理

2.1 GPS技术

GPS也即3S技术，是 GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）、RS（遥感系统）的统称。3S技术在水利工程测量中价值巨大，一是提高了测量效率，获取更为准确的水利环境信息，一定程度上可以预测自然灾害。二是可以及时监测与分析已经发生的水利施工事故，提高解决事故的效率和质量。三是 3S 技术能够精确有效地确认水利建筑腐蚀部位，可以明显提高水利工程建筑的维护质量和效率。四是 3S 技术可以实现水资源动态管理与监测，丰富了水利管理的数据，为后续工作的开展奠定坚实的基础。GPS 应用在水利水电工程施工中，作为一种定位技术来使用，亦可应用于工程测量中，为水利水电工程测绘提供了有效的技术保障。测水准技术、测角技术等共同组成了水利水电传统地面定位技术，GPS 技术逐步优化与创新，取代了以往测量技术。相比传统测量技术，GPS 技术优势比较明显，技术科学及测量迅速等，其应用在实践中，革新之后，更易于操作，操作性极强，数据处理更为便捷，使GPS技术较好地应用在了水利水电工程中，推进了工程施工进度。

2.2 RTK技术

RTK技术也就是实时动态定位技术，主要由基准站和流动站两部分组成，它结合了 GPS 技术和数据传输技术，是在利用实时处理两个测量站载波相位的基础上，观测其测量差分，从而三维定位到特殊点上。RTK 技术在控制点加密、工程放样、断面测量等测量任务方面利用前景广阔。目前 RTK 技术主要用于测量纵横断面，如测量堤防工程、灌区的纵横断面。

GPS-RTK 技术是 GPS 技术发展的一个重要里程碑，其主要由三个部分构成，分别是 GPS 接收装置、数据传输设备以及软件系统。在工作时，使用至少两台 GPS 接收装置同时开始工作，其中一台作为基准站，一台作为流动站。利用载波相位差分 ishuin 行对数据的实时处理，它可以提高测量站点在制定坐标系中的三维坐标，其精确度甚至可以达到 cm级。基准站可以采集可用卫星中的原始数据，并发送到流动站，同时，流动站会采集自身的原始数据，并与从基准站接收到的数据结合，进行统一的处理，计算出两组数据之间的基准向量。根据这一工作原理，工作人员可以携带流动站进行更加精确的测量工作。GPS-RTK 技术的关键就在于数据的处理与传输技术，在进行定位时，基准站接收装置必须实时传输观测数据和已知数据到流动站。由于需要传输的数据量比较大，因此通常情况下，波特率必须达到 9600 以上[2]。

3 水利水电工程测量中GPS RTK技术运用的注意事项

3.1 测量点的选取

虽然 GPS-RTK 技术具有测量速度更快、精度更高等很大优势，然而其运用到水电测量工作中的时候，还是不可避免地存在一定的误差。其中的一些误差由于自然条件或技术的限制而无法避免，而一些误差完全可以通过选取更好的测量点的方式避免。为保证测量的精度，在进行测量作业时移动站和基站之间的距离不宜超过 10km，且应该尽量做到均匀分布。除此之外，在进行水电测量之前还要对该区域的地形地貌、自然条件等进行充分的了解，并根据测量地区的具体情况布置测量点。与传统的水电测量方法相比，GPS-RTK 技术无论是在图根控制、实测采场现状图，还是在道路施测中都有很大的优势，但必须保障其与卫星定位系统的顺利连接。因此，在利用 GPS-RTK 技术进行水电测量的过程中，必须保持测站附近具有开阔的空间视野。

3.2 保障信号的正常传输

在利用 GPS-TRK 技术进行水利水电的测量工作时，基准站与流动站之间需要依靠脉冲信号进行联系，因此，在利用 GPS-RTK 技术进行测量工作的过程中，必须采取措施，有效地规避外界环境中的电磁波干扰。如果实在无法避免干扰，就应该在有干扰的区域延长测量时间或增加测量次数，以获得更加精确的数据，保证利用 GPS-RTK 技术得出的测量结果更加可靠。

3.3 保障电力供应

在利用 GPS-TRK 技术施测的过程中，由于流动站的电力配备无法真正保障长时间观测活动的进行，而水利水电工程施工现场条件有限，在电力得不到保障的情况下，测量工作不得不中断。在山区或者人烟稀少的地区，作业人员更需要注意保障对测量设备进行持续的电力供应。正因为如此，利用 GPS-RTK 技术进行户外工作时，必须备有足够数量的大容量电池、电瓶等电源，以满足长时间测量工作的需要。

4 结束语

经济社会不断迈进，水利水电工程施工一定要强化新技术的使用，而GPS Rtk技术的投入对水利水电工程测量工作的开展无疑不仅节省了劳力支出，减轻了劳动强度，让现场施工测量及监测更加自动化，智能化，加快了工程进度，节省了施工成本。

参考文献

[1] 王鹏.水利水电工程施工中的新技术及环境保护策略分析[J].科技展望，2017，（03）：24.

[2] 张健，魏峰，詹勇.现代工程测量新技术在水利工程的应用探析[J].科技创新与应用，2017，（03）：219-220.