GPS RTK技术在水利工程控制测量中的应用

张梅

【摘  要】近年来，随着国家经济体制改革的不断深入，国民生活质量显著提高。在新时期背景下，国家开始提高对水利工程的重视，加大资金投入，扩大发展规模。但是因为我国大部分的水利工程都处于偏远地带，无法设置过多的高等级测控点，对于我国水利工程控制测量的发展有着不利影响。基于此，本文对GPS-RTK技术在水利工程控制测量中的实际应用开展研究工作，首先分析GPS-RTK技术的原理，并提出在实际工程测量中的具体应用，最后展望GPS-RTK技术日后的应用前景。

【关键词】GPS-RTK技术;水利工程;控制测量

引言

现阶段，我国处于经济飞速发展阶段，为了更好的促进经济发展，提高人们生活水平，国家开展推出一系列政策推动水利工程产业发展，增加投资，每一年都会有大量的水利工程建设。但是由于许多的水利工程建设都位于偏远山区，只可以安置少量的高等级控制点，这样会对日后的水利工程控制测量工作带来非常大的困扰。近年来，随着科学技术的革新发展，GPS技术得到有效提高，GPS-RTK技术的应用范围进一步扩大，凭借其优良的性能特点，逐渐成为当代社会主流的测量方法，真正意义上提高了工程控制测量的效率以及精准度。本文针对GPS-RTK技术在水利工程控制测量中的具体应用进行研究分析，希望可以对GPS-RTK技术有着更为深刻的认知和理解，也为同行业工作者提供科学参考。

1.GPS-RTK技术原理

所谓GPS-RTK技术，就是一种载波相位动态实时差分定位测量系统，主要是由数据链、流动站和基准站所构成。其中，流动站可以接受信号的同时利用数据链来对基准站所传输出来的信号进行接受，并使用RTK软件来对数据信息进行相位差分处理，最后计算出流动站的测量精度和三维坐标，在此过程中，基准站对所有可见的GPS卫星进行全程跟踪。基于RTK模式下，通过数据链，基站可以将所监测到数据信息进行整合最后统一传输给移动站[1]。另外，移动站不单单只具有数据接收的功能，还要负责GPS观测数据的采集工作，而且要在其系統内部组成差分观测值以便后续的分析处理，在此过程中还要给出相应的毫米级定位结果。移动站能够在动态或者静态的环境下完成周模糊度的搜索求解。当整周未知数固定以后，可以对各个历元进行实时处理，只需要确保有四个及以上的卫星进行相位观测值的跟踪以及必要的几何图形，此时移动站能够在任何时候给出相应的毫米级定位结果。项目工程控制测量所常用的GPS-RTK测量系统一般有三个组成部分：软件系统、GPS接收设备和数据传输系统。

2.GPS-RTK技术在水利工程控制测量中的具体应用

2.1河道地形图测量

针对河道地形图开展控制测量工作时，因为水下地质条件和地形都比较特殊复杂，单单依靠肉眼根本无法准确观测。所以，在水利工程控制测量中，河道地形测量工作是最具有难度的环节。对于水利工程建设而言，河道地形资料是否完整准确，直接影响到最终的测量结果。在实际工作中，比较传统的测量方式就是利用六分仪、三杆分度仪和全站仪这几张测量仪器，在搭配测深仪混合应用。但是有一点需要注意，就是传统的测量技术具有几个问题，比如精度不高、测量范围有限等。随着社会的发展，GPS-RTK技术得到有效提高，并在河道地形图测量中有着非常良好的应用。具体包括：中海达数字单频测深仪、河道测量软件等，再利用GPS-RTK技术来对河道地形图进行测量时，具体的测绘步骤为：先将各种测量仪器和电脑进行连接，再利用导航软件对测量电进行定位，根据测量要求，不断移动测量点，在利用测深仪和RTK将测得数据导入到电脑中，最后利用河道测量软件进行汇总处理，制作出河道地形图。利用GPS-RTK技术，大大缩减了作业时间，也让河道地形图的精准度得到提高。

2.2水下地形测量

对于水利工程而言，水下地形情况的检测也是非常重要的。同样，水下地形复杂多变，具有较高的测量难度，常见的水下测量方式主要是应用六分仪、三杆分度仪和测深仪等，再利用全站仪搭配使用，最终完成测量工作[2]。但是这种常规的测量方式具有一定的局限性，不但耗费大量的人力资源，而且测量精度也得不到保障。在引入GPS-RTK技术以后，水下地形测量工作的精准度大大提高，补足了传统测量方式的缺点。在实际工作中，利用GPS-RTK技术来对水下地形进行测量可以分为几个步骤：第一，与GPS、测深仪和计算机相连接。第二，利用导航软件来对测量船进行定位，同时引导其在特定的测量断面上航行，之后利用测深仪和GPS将所监测的实时数据传输到计算机中。第三，利用海洋测量软件对收集的数据信息进行处理分析，生成水下地形图并将文件以.dat格式导出，通过南方测绘cass7.0地形地籍成图软件绘制出水下地形图。据最新数据统计，应用GPS-RTK技术来完成水下地形测量工作，可以大大缩减测绘人员的工作量，减少工作周期，并且能够极大程度的提高测量精准度。

2.3加密测量控制点

在水利工程测量之前，必须要做的一项工作就是控制测量。在我国，水利工程减少一般都集中在偏远地带，难以布置较多的高等级控制点，只是依靠传统的测距仪和三角网检测是远远不够的，其精准度和测量范围非常有限，而且很容易受到周边环境的影响，导致作业效率和质量大大降低。在应用GPS-RTK技术以后，可以对控制点进行加密测量，操作便捷简单，而且对于周边环境的要求非常低，只需要在测量范围内具有三个高等级测控点即可，通常情况下测量范围都在15千米左右，经过实践研究，该方式相比传统测量方式，在加密测量控制点方面有着超高的工作效率。

2.4线路测设

在整合数据信息以后，设计人员结合相应的大比例尺地形图开展设计工作，在设计过程中，需要完成中线测设工作，也就是利用设计中线坐标来对道路中线的三维坐标进行确定。在这个方面，GPS-RTK技术有着非常明显的技术优势，首先将中线坐标导入到仪器手薄中，确定放样中线点，同时GPS RTK手薄会自动显示出放样中线点的位置信息，并且发出提醒信息，测绘人员可以通过提示完成相应的中线测设工作。为确保放样的精准度，在开展工作之前，和放样中期以及放样结束都应该对已知控制点进行精度检测。因为GPS-RTK测量不存在累计误差，而且每个中线点测设工作均可独立完成，所以有着较高的精度。但是，有一点需要特别注意，就是在利用GPS-RTK技术进行测量时，测绘数据可能存在一定的偏差，所以在工作开展之前，要做好充分的准备工作，确保各项仪器能够正常应用。

3.结论

总而言之，通过本文的研究，可以明显的看到，在采用GPS-RTK技术以后，水利工程控制测量的工作效率和测绘结果的精准度都得到大大提升。并且随着科学技术的革新发展，GPS-RTK技术得到进一步创新，受到各行各业的广泛认可。但是有一点需要注意，就是在实际测量中，GPS-RTK技术仍然具有一定的局限性，可能测绘结果出现一些偏差。所以，在测量工作开展之前，要对所应用的设备仪器进行全面检查，保障其能够正常使用。除此之外， 在实际测量前还需要注意技术应用的规范性。规范合理的操作可以有效避免外界因素的干扰，还可以减少误差，提高GPS RTK技术在水利工程控制测量中的精准度。

参考文献

[1]莫家玉.GPS-RTK技术及其在水利工程测量中的应用问题研究[J].科技视界，2015，000（001）：154-154.

[2]冯文军.水利工程控制测量中GPSRTK技术的应用与精度分析[J].黑龙江水利科技，2017（8）.