水利工程测量GPSRTK技术的应用_免费论文全文下载

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（沧州水利勘测设计院 河北沧州 061000）

摘要：现今的水利工程测量工作中，应用最广泛的就是GPSRTK技术，而这种新型测量方式的引入，则使得水利工程测量的准确性、时效性都有了很大的提高。本文作者深入的论述了GPSRTK技术在实际工作过程中的具体应用，阐述了其基本工作原理，并针对其中存在的一些问题进行了深入的论述。
关键词：GPS RTK；水利工程测量；应用；精度
1. GPS RTK基本原理
RTK（Real Time Kinematic）测量技术其实就是对测量对象进行实时动态监测，要借助载波测量技术和数据传输技术相结合的方式来开展工作，这在GPS技术发展史上是一个巨大的飞跃，其主要是借助基准站接收机、数据链和流动站接收机来完成工作的。工作的原理为：在规定的某个高等级点上安装一个GPS接收机，以不间断的对可见卫星监测，把监测收集到的信息都收集起来，并借助无线电传输设施将其发送至流动站。也就是说，流动站的GPS接收机除了要获取卫星信号，还必须收集无线接收设备和基准站的数据，然后结合相对定位的方法，来准确的确定流动站的三维坐标。
2. RTK测量的特点
相对于传统测量学及GPS常规测量，RTK 测量主要有以下特点：
（1）定位精度高。RTK测量标称精度可达到：lcm + 1ppm（平面），2cm + lppm（高程）。
（2）快速提供三维坐标。RTK通过实时处理2s内即可测得三维坐标。
（3）无需近距离工作，工作耗时少。RTK测量工作的半径一般都是15千米，且其自动化水平很高，工作者只需设置好基准站之后便可以开展流动站工作，卫星信号的获取、数据跟踪监测等都是由设备自动完成的。在1+2工作模式下，两个测量小组还能够同步开展工作，更加有效的提高工作效率。
（4）测站之间无需通视，是相互独立的观测值，不存在误差积累传播。
3. GPS RTK技术在水利工程测量中的应用
3.1加密控制点的测量
众所周知，要进行某项测量首先要做控制测量，由于水利工程多位于偏远地区，已知高等级控制点很少，常规的控制测量方法是测距仪导线和三角网测量，测量精度也会受到诸多因素的影响，大大增加实际工作量，但GPSRTK技术则能够很好的解决这一问题，每天至少能够测量30个加密控制点。
3.2水下地形测量
现今，GPSRTK技术有了迅猛的发展进步，这使得水下地形测量技术也在不断的普及。工作过程中应用频率较高的技术有：徕卡GPS530动态GPS，中海达数字单（双）频测深仪，海洋测量软件。应按照下面的环节来进行GPS水下测量工作：①把GPS、测探仪和电脑三项设备联系起来，并使用导航软件来确定测量船的位置；②规定测量船的运行方向，将GPS和测探仪所得到的数据传入到电脑中，经过海洋测量软件的处理之后，便能够得到水下地形图并得到相应的文件，最终便能够借助南方测绘cass7.0技术来形成水下地形图。分析近几年的测量结果不难发现，GPSRTK技术的应用，大大降低了人员工作量，提高了工作效率，并且所得到的水下地形图也能够更好的促进地理信息系统的监理，并提高管理工作的水平。
3.3施工放样测量
使用RTK技术的放样法来开展点、直线以及曲线放样工作，能够很好的保证施工放样测量的准确性。将事先设计好的确定左边当做参考点及目标点，而流动站的位置则可以是修正点，电子屏幕上所表现出的图形便是目标点所产生的偏移，以此为依据来知道流动站的运行轨迹，以更好的保证工作精度。
3.4数字化地形图测量
RTK技术的主要优势就是能够快速定位并获得准确的坐标位置，因此在很多测量环境中都能够用于地形的测量。进行地形点的测量时，一般要保证设备具有良好的数据采集功能，且还需结合工作现场的实际状况来进行设定。对于采集到的各种信息经过成图处理之后，便能够形成数字化管道地形图。地形点的采集一般单人即可完成，能够很好的控制人力以及物力成本。
3.5利用RTK进行“三防”设施GIS数据的采集
根据不同GIS平台要求，RTK 在数据采集时可以将“三防”设施不同的施测点的属性加进去，对应于每个点的三维坐标，再进行一定的数据处理，可以生成适应GIS平台数据格式要求的基础资料数据库，并易于修改和完善。
4、RTK的不足及测量成果的质量控制
4.1受限因素分析
4.1.1受卫星状况限制
若卫星所处的位置对于美国最有利，则有一些国家在某个时间段可能就无法很好的被为性能覆盖，测量得到的结果便不会具有很强的可信度。此外，在峡谷、密林深处及城市的摩天大楼之间，卫星常常会长时间被遮挡，因此工作效率便会降低，但对测量结果进行严格的质量控制工作便能够很好的处理这一问题，而且可以对作业时间进行合理的安排。
4.1.2天空环境影响
在每天的正午时段，电离层对于工作的影响最大，因此需要共用卫星，因此无法接受到五颗卫星，这便使得初始化要花费很多的时间。工作人员在南宁郊区进行工作时，专门做过试验，在同一个位置和地点开展RTK测量工作时，一般会在11点之前或者15点之后，这样才能够很好的保证测量的精度，而且可以有效的提高工作的效率。
4.1.3数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题
进行RTK数据的传输时，经常会受到山体、建筑物以及高频信号源的影响，因此在这一期间信号的强度会有所减弱，测量的准确性以及工作半径也会减小。这一问题在地形起伏大的山区以及高楼密集的城市中心区表现的尤为明显。此外，如果RTK技术的工作半径过大，则测量结果的误差也会大大增加。因此，必须保证其实际作业半径与规定值相差较大。
4.1.4初始化能力和所需时问问题
若GPS卫星信号在工作过程中会受到较多物体的阻碍，便会导致失锁问题的产生，这便需要对RTK技术进行频繁的初始化，但精度以及工作效率都会受到不利作用。因此，最好选择初始性能强、工作周期短的RTK设备。
4.1.5高程异常问题
使用RTK技术进行工作时，一定要保证高程的精确性，可是我国的山区位置的高程图却存在很多问题，一些地区甚至都没有高程图，这一问题的存在使得GPS大地高程转换至海拔高程难度增大，且精度也大打折扣。
4.2RTK测量成果质量控制
研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95 ，RTK 比静态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。质量控制的方法主要有：
（1）已知点检核比较法。通常会在布测控制网采用静态GPS或全站仪来选择更多的控制�c，并且借助RTK技术来确定控制点的坐标，以便第一时间发现问题并予以解决。
（2）重测比较法。在结束初始化设置后，一般会对1～2个RTK点以及高精度控制点进行重测。检查合格后才能够开展下一步工作。
（3）电台变频实时检测法。使用这一方法开展工作时，测区内至少要有两个基准站，而且要用不同的频率来发送各种数据，流动站对这些数据进行选择性处理之后便可以得到2个以上的计算结果，最终评判工作的质量。
在上述的这几种方法中，已知点检核比较法的精度最高，且控制点的数量一般都是固定的，因此要在有控制点的地方进行重测，这样才能够更好的保证后续工作的进行，并为其它各种工作的进行提供有力的支持。
参考文献：
[1]卢萍.GPS-RTK技术在水利工程放样中的应用[J].水利电力机械，2016（11）.
[2]赵凯.水利工程测绘中GPS-RTK技术的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2016（23）.

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