淺析RTK技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用與研究

1、    淺析rtk技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用與研究    陳榮濤 張濤 雷雨摘要: 本文主要闡述gps rtk技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用。實踐證明，該技術(shù)實時高效、精度高，可被廣泛應(yīng)用于多種測量工程中。關(guān)鍵詞: gps-rtk 水利工程測量abstract: this paper mainly expounds the gps rtk technology in water conservancy engineering measurement of application. the practice proved that this technolog

2、y real-time efficient, high precision, and can be applied to a wide range of measurement project.keywords: gps-rtk water engineering measurement：tv：a ：引 言：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家和地方政府對水利工程建設(shè)投資的加大，每年都有大批的水利工程建設(shè)。而大多數(shù)水利工程都位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，高等級測量控制點極少，給水利工程施工測量帶來很大困難。由于全球定位系統(tǒng)(gps)技術(shù)的快速發(fā)展，gps rtk技術(shù)廣泛應(yīng)用于測量中，因其精度高、實時性和高效性強，成為

3、最先進的技術(shù)設(shè)備和最經(jīng)濟的測量方法，在很大程度上提高了工作質(zhì)量和效率。通過幾年的使用，在水利工程測量的加密控制測量、水下地形測量和施工放樣等方面，收效甚大，現(xiàn)介紹給大家，供同行參考。1 gps rtk基本原理rtk(real time kinematic)測量技術(shù)即實時動態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實時差分gps測量技術(shù)，是gps測量技術(shù)發(fā)展里程中的一個標(biāo)志，它由3部分組成：(1)基準(zhǔn)站接收機；(2)數(shù)據(jù)鏈；(3)流動站接收機。rtk工作原理是：在已知高等級點上(基準(zhǔn)站)安置1臺gps接收機，對所有可見衛(wèi)星進行連續(xù)的觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)和測站信息，通

4、過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給流動站，流動站gps接收機在接收gps衛(wèi)星信號的同時，通過無線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標(biāo)及其精度。2rtk測量的特點相對于傳統(tǒng)測量學(xué)及gps常規(guī)測量，rtk 測量主要有以下特點：(1)定位精度高。rtk測量標(biāo)稱精度可達(dá)到：lcm + 1ppm(平面)，2cm + lppm(高程)。(2)快速提供三維坐標(biāo)。rtk通過實時處理2s內(nèi)即可測得三維坐標(biāo)。(3)作業(yè)距離遠(yuǎn)、操作簡便、效率高。作業(yè)半徑能達(dá)到15km。rtk技術(shù)的自動化程度高，觀測人員主要是擺好基準(zhǔn)站，然后進行流動站工作，而其它觀測工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀

5、測等均由儀器自動完成。如采用1+2配置，即1臺基站，2臺移動站，2個測量小組可以同時施測，可減輕現(xiàn)場測量人員的勞動強度，提高工作效率。(4)測站之間無需通視，是相互獨立的觀測值，不存在誤差積累傳播。3gps rtk技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用31 加密控制點的測量眾所周知，要進行某項測量首先要做控制測量，由于水利工程多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，已知高等級控制點很少，常規(guī)的控制測量方法是測距儀導(dǎo)線和三角網(wǎng)測量，測量精度受到很多條件限制，且工作量太大。而用gps rtk加密測量控制點則很簡單，只需在測區(qū)15km范圍內(nèi)有3個以上且包含測區(qū)的高等級測量控制點即可，操作簡單方便，平均每天可測量3040個加密控制點，效

6、率較高。32 水下地形測量水利工程測量最難的是水下地形測量，水下地形復(fù)雜，人眼又看不見，水上作業(yè)條件差，水下地形資料的準(zhǔn)確性對水利工程建設(shè)十分重要，水下地形測量傳統(tǒng)的測量方法大多采用六分儀、三桿分度儀、全站儀配合測深儀，其缺點是：精度不高，測區(qū)范圍有限，工作量大，人員配置多等。隨著gps rtk技術(shù)在測量中的空前發(fā)展，水下地形測量也得到了廣泛的應(yīng)用，主要有：中海達(dá)數(shù)字單(雙)頻測深儀，海洋測量軟件。gps進行水下地形測量的步驟：將gps、測深儀和筆記本電腦連接成一起，導(dǎo)航軟件對測量船進行定位，并指導(dǎo)測量船在指定測量斷面上航行，gps和測深儀將實時測得數(shù)據(jù)導(dǎo)人筆記本電腦，由海洋測量軟件處理生成水

7、下地形圖或?qū)С?dat文件，再由南方測繪cass70地形地籍成圖軟件繪制水下地形圖。從幾年測量結(jié)果來看，gps在水下地形測量的應(yīng)用，大大提高了測量的精度，減少了工作量，縮短了工作日，并且輸出的數(shù)字化的水下地形圖為今后地理信息系統(tǒng)的建立和管理創(chuàng)造了有利的條件。33 施工放樣測量利用rtk隨機軟件中放樣的功能進行施工放樣測量。輸入設(shè)計好的已知坐標(biāo)作為參考點和目標(biāo)點，流動站實地所在位置的坐標(biāo)作為修正點，電子手簿屏幕上的圖形顯示出實地待定點相對于目標(biāo)點所偏移的距離，按照指示移動流動站，直到滿足所要求的精度。也可用來尋找已知坐標(biāo)點，找尋坐標(biāo)已知的坐標(biāo)點的方法和上述方法一致。34 數(shù)字化地形圖測量利用rt

8、k快速定位和實時得到坐標(biāo)結(jié)果的特點，在一定測量環(huán)境中可以進行地形測量。地形點的測量可以在數(shù)據(jù)采集的功能下進行，也可以根據(jù)現(xiàn)場地形的實際情況進行測量設(shè)定，采集完的地形點經(jīng)過成圖處理，做成數(shù)字化管道地形圖。地形點的采集可以單人作業(yè)，極大地節(jié)約了人力和時問。35 利用rtk進行“三防”設(shè)施gis數(shù)據(jù)的采集根據(jù)不同gis平臺要求，rtk 在數(shù)據(jù)采集時可以將“三防”設(shè)施不同的施測點的屬性加進去，對應(yīng)于每個點的三維坐標(biāo)，再進行一定的數(shù)據(jù)處理，可以生成適應(yīng)gis平臺數(shù)據(jù)格式要求的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，并易于修改和完善。4rtk的不足及測量成果的質(zhì)量控制41 受限因素分析411 受衛(wèi)星狀況限制當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是

9、最佳的時候，世界上有些國家在某一確定的時間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值。另外，在高山峽谷深處及密集森林區(qū)，城市高樓密布區(qū)，衛(wèi)星信號被遮擋時間較長，使一天中可作業(yè)時間受限制。產(chǎn)生假值問題采用rtk測量成果的質(zhì)量控制方法可以發(fā)現(xiàn)。作業(yè)時間受限制可由選擇作業(yè)時間來解決。412 天空環(huán)境影響白天中午，受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少，常接受不到5顆衛(wèi)星，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量。試驗證明，在同樣的條件和同樣的地點上進行rtk測量，上午11：00之前和下午3：30之后，rtk測量結(jié)果準(zhǔn)而快，而中午時分，很難進行rtk測量。可見選擇作業(yè)時段的重要性。413 數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小的問題rtk數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴(yán)重，嚴(yán)重影響測量精度和作業(yè)半徑。在地形起伏高差較大的山區(qū)和城鎮(zhèn)密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號受到限制。另外，當(dāng)rtk作業(yè)半徑超過一定距離(一般為幾公里，每種機型在不同的環(huán)境又各不相同)時，測量結(jié)果誤差超限，所以rtk的實際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小很多，工程實踐和專門研究都證明了這一