浅析GPS RTK在水利勘测中纵横断面测量的应用效果

浅析GPSRTK在水利勘测中纵横断面测量的应用效果

彭桂华

临沧市水利水电勘测设计研究院云南省临沧市677000

摘要：随着我国经济的迅速发展，科学技术的进一步提高，水利勘测技术的不断进步，GPSRTK在水利勘测中的应用会更加广阔。本文就GPSRTK的使用原理、优势及其利用GPSRTK在施测纵横断面测量的方法进行探讨，希望给予有关人士有益的参考。

关键词：控制网；RTK；测量方法

改革开放以来，我国的经济迅速发展，为科技的进步奠定了物质基础。在时代浪潮下，新的知识不断在更新，水利勘测技术也在不断进步。作为水利勘测史上的一个质的飞跃，GPS的产生为水利勘测注入了强大动力。随着GPS技术的使用日渐成熟，产生了非常多的使用方法，其中常见的有静态测量、动态测量等多种方法，同时具有极高的精度，有的可以达到cm级或者更高的mm级别。作为一种非常规的控制测量方法，GPS相对于传统测量有着无可比拟的优势，具有操作简单、精度高、速度快等巨大优势。

一、GPSRTK测量理论分析

在测量工作中，利用两台或两台以上的GPS接收机进行同步观测，然后对观测结构进行计算或者处理，能得到非常精密的WPS-84基线向量，把这组向量进行坐标转换等工作，到最后就会得到两点的坐标，我们称这种测量方法为静态测量。但是，静态测量不具有实时性。RTK技术就可以进行实时测量，作为一种定位技术，它需要在两个GPS接收机之间增加一套数据链，这样做的目的就是为了把两个完全独立的GPS接收器进行连接，形成一个有机统一的整体，基准站利用工作电台将实时信息传输至流动站，这种实时信息包括观测数据与测站数据两种。流动站再将基准站穿来的信号进行初步处理，将处理后的数据与流动站本身收集到的数据进行对比与计算，就会得到两站的基线值，再把坐标转换和投影参数输入进去，最终得到实时观测数据。综上所述，实时GPS不再仅仅能够进行实时的信息传输，还能够进行数据的基本处理，处理能力也很强大[1]。

二、GPSRTK系统的测量方法

GPS测量的作业模式决定了GPS的测量方法，同样，作业的方式、最大使用范围以及对观测时间的选择决定了不同的作业模式。目前，作业模式通常来讲比较常见的是静态定位、动态定位等多种。

目前，GPS静态定位主要用于在勘测阶段进行时，测绘出带状地形地貌图形。同时，对河流通道、渠道以及公路施测纵横断面测量做数据上的支持，目前都普遍建设了控制网，能够进行实时监控。并且实时GPSRTK动态测量定位技术在勘测阶段也得到广泛的应用。RTK定位技术有个非常显著的优势，那就是在保证GPS高精度的测量情况下，还具有实时性。这个优势在地形测量测绘、纵横断面的测量工作中十分明显，RTK定位技术在其中得到了广泛的应用[2]。

作为GPS测量技术发展史上的里程碑，实时动态RTK定位技术在很多领域中发挥着巨大作用，与其相对的静态定位与准动态定位等定位模式，由于较差的数据处理系统，在很多情况下无法实时的计算出定位数据，更无法对观测以及计算出的数据进行检查与核算，所以数据结果就会造成很大的误差，难以保证数据的质量。同时在实际工作中需要对数据结果进行反复的计算以验证结果保证正确率，但是这样做的结果就是工作效率低下。实时动态定位RTK技术对卫星进行连续不断的观察与监测，建立了高效的无线通讯系统，对基准点的选择也是非常高标准、高精度的。通过参考站、基准点与流动站建立起立体的三维坐标，从而提高了观测的精准度，减少了不必要的工作，从而提高了工作效率。

三、GPS测量的具体应用

目前，在测量领域内，GPS具有的高精度与高效率的优势使其得到相当广泛的应用。随着GPS实时定位系统技术的不断提高，GPS的未来发展前景广阔。在水里测绘中，实时GPSRTK能够胜任非常多的工作。

（一）布设控制系统与RTK测绘

利用GPS建立控制系统，对采集到的数据处理后进行平差，能获取到高精度的坐标，如前文所述，再利用其他措施获取到三维坐标，利用RTK技术进行建站工作，最终就能达到不同比例尺的测绘图要求[3]。利用GPS系统能够大幅度提高工作效率，节省非常多的时间。在水利勘测中，由于勘测目标的复杂性，长期以来，勘测工作具有一定的危险性。而采取GPS技术能够准确的对复杂水域进行定位与勘测。

（二）河道带状图以及渠道堤坝纵横断面测量

鉴于GPS的应用灵活，经常使用GPS动态测量来进行控制工作。这种方法最大的优势在于不需要进行点位之间的通视就能够获得即时的测点精度。进行河道监测时就可以采取沿线布控，这样RTK技术的优势就可以得到发挥。其中一个重要原因在于RTK能够经过各项技术的组合应用得到实时的三维坐标，可以将采集对象的点位以及横断面上的点位坐标。RTK技术可以对采集来的数据进行存储与处理，然后录入进算计进行编码以及后期处理，就能够自动绘制出河道或渠道的横截面的地形图[4]。通过RTK技术的应用可以大量减少工作时间，提高工作效率。

（三）GPS在水利勘探中的具体应用

水利勘探中最重要的一点在于准确性，这就需要GPS具有很高的标准。对于其使用人员来说，主要对其以下部分进行操作。

1.在水利区域找到控制点

水利勘探需要有一定的范围，这就需要操作人员在水域内设置控制点。设置好相应的控制点之后对水域进行排查。同时，勘测人员应该进行相关安全措施的保护，并对GPS进行校对，准备好相关仪器。

2.设置勘查路线

水利勘查人员在经过初步的选取控制点之后，根据测绘目标，与其他工作人员进行协商，设定好规划路线，按照GPS导航系统进行河道的勘测。

3进行存点

GPS有一个很重要的功能那就是能够对勘测人员所经过的点进行存储。当勘测人员在进行勘测的过程中，要定时进行存点，保证勘测数据的正常记录。由于GPS的缺陷，对于较为隐秘的地区精度相对较低，所以勘测人员要及时地调整位置。

4.进行取录

勘探人员对河流的横断面进行勘探时，要进过不同的水域，这就要求勘探人员注意安全之外及时对数据进行取录。需要注意的是，GPS的单点定位时间应该大于四道五分钟。

5.绘制图纸

勘探人员在进行实时的勘测之后可以利用计算机技术对勘测的数据进行处理，计算机系统可以自动进行图形绘制。在进行绘制过程中，勘测人员及时的进行相关数据的检查。

结语

随着水利勘测技术水平的提高，GPSRTK技术也会不断得到改进。GPSRTK技术通过外围作业就能够对河道整治、水库调研以及灌区治理等方面发挥着巨大作用，其不仅能够满足勘测对象的精度要求，而且具有传统勘测技术无法比拟的优势。尤其是在一些地质条件极为复杂的地区，GPSRTK技术的应用使得勘测人员的危险系数降到最低，而且GPSRTK技术的操作简单，使得工作人员能够熟练的掌握，减少了勘测单位的培训成本。总之，GPSRTK技术的应用前景，在可以预见的时期内具有巨大的发展前景。

参考文献：

[1]刘启瑞，叶锐，冯可等.GPS-RTK在滨海电厂BOP工程轴线检查中的应用[J].核动力工程，2011，32（z2）：38-43.

[2]熊春宝，雷礼钢，黄立人等.GPS-RTK监测大范围地面沉降的试验研究[J].岩土力学，2006，27（2）：309-312.

[3]余小龙，胡学奎.GPSRTK技术的优缺点及发展前景[J].测绘通报，2007，（10）：39-41，44.

[4]江晓鹏，熊建华.GPS-RTK测量中坐标转换模型的适用性分析[J].价值工程，2014，（16）：314-315.