GPS-RTK技术在水利测量中的应用实践微探

GPS-RTK技术在水利测量中的应用实践微探

陈永胜

浙江省第一水电建设集团股份有限公司 浙江杭州 310000

摘要：GPS-RTK技术是一种现代化的工程测量手段，将其用于水利工程测量，能有效地提升工程测量的效率和精度。本文在阐述GPS-RTK技术系统组成和优势特征的基础上，就水利测量中GPS-RTK技术的具体应用情况展开分析，并指出提升GPS-RTK技术在水利测量中应用精度的办法。期望能实现GPS-RTK技术与水利工程测量的深层次结合，继而在提升GPS-RTK技术应用水平的同时，保证水利工程测量质量，促进水利工程建设项目的有序发展。

关键词：GPS-RTK技术；水利工程；测量技术；应用

水利工程建设是关系国计民生的重要事项，步入新时期以来，水利工程开发利用的形式逐渐多元，这就对工程建设质量提出了更高要求。测量工作是水利工程前期建设的重要环节，其直接关系着水利设施后期的设计、施工和维护效果，并且对于人们的生产生活质量具有较大影响。现阶段，基于高效率、高精度水利测量需要，新型测量技术在水利工程测量中的应用不断深入；GPS-RTK技术是基于高精度GPS定位和回声技术而产生的全新测量形式，其有效地满足了水利测量需要，为新时期的水利工程建设创造了有利条件。

一、GPS-RTK技术系统组成及优势特征

1、GPS-RTK系统组成

作为一种全新化的工程测量手段，GPS-RTK技术系统包含了基准站、流动站及通信系统三个基本单元。就基准站而言，其能在跟踪载波相位观测信号的基础上，实现测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态和收机工作状态等信息的精准把控。而流动站的作用体现在，其能实现对GPS卫星信号的载波相位观测，同时接收基准站相关信息，在这些信息综合分析利用下，进行参数转化和投影分析，可实现流动站坐标的准确计算。现阶段，在GPS-RTK技术下，工作人员通过基准站和移动站的合理设置，可以建5颗以下卫星信号的接收管理，随后在载波相位观测技术下，可实现目标物的有效勘测。

2、技术特征优势

相比于传统的工程测量手段，GPS-RTK技术的应用具有极为突出的优势：其一，GPS-RTK技术本身是在高新技术支撑下发展起来的测量技术，其具有定位准确，测量结果准确性高的特点，在实际测量中，其能有效提升工程项目的测量精度，减少测量误差。其二，GPS-RTK技在传统GPS技术应用的基础上，融合使用RTK技术，这在一定程度上实现了数据采集、传输和处理的自动化控制，从工程测量过程来看，这种全自动化的数据采集、传输和利用方式，减少了工程测量阶段的人力投入，这在节约人力资源成本的同时，减少了人员因素带来的工程测量误差。其三，在水利工程测量中，工程测量的环境整体较为复杂，而在GPS-RTK先进设备技术的支撑下，进行人员无法涉足区域的精准测量，这在保证测量结果准确性的同时，减少了危险环境对测量人员的影响，确保了水利工程测量的安全性^[1]。

二、水利测量中GPS-RTK技术的具体应用

1、在水利渠道工程中的应用

水利工程建设中，沟渠项目的建设内容众多，要提升水利沟渠项目建设质量，就必须在项目建设的初期阶段，做好沟渠建设区域的地质、水文勘察工作。在水利工程渠道勘察中，可利用GPS-RTK技术对渠道的排水干沟、斗渠、沟渠纵横断面等要素进行测量，在具体测量中，首先应注重GPS接收机、全站仪、RTK设备准备工作，合理配置施工班组，为后期测量工作的开展创造有利条件。其次合理选择测量基点，要求以基点作为参数转换依据，在二次曲面拟合法的作用下，确定高程转换参数。同时确定测量范围，准备进行基站的架设。通常，要求基站架设在宽敞及地势高的地方，在满足基站测量要求的基础上，结合已知的点位，进行流动站的系统架设；实际测量中，这些已知点位可作为平面坐标和高度坐标精度检测的依据。最后在最佳的时间段，借助GPS-RTK技术开展水利沟渠勘测，并且在实际采集中，根据实际情况，合理的增加采集次数，可有效地提升渠道的勘察精度，满足水利渠道工程的建设需要。

2、测量水利工程建设区域地形图

水利工程项目建设中，较多水利项目的施工区域较为偏僻，地形环境较为复杂，这不仅增加了项目前期的勘察难度，而且容易对项目后期的建设质量造成影响，基于此，有必要进行建设区域的精准测量，构建系统完善的建设区域地形图。传统测量中，当河道等水利建设区域地势环境、水文复杂时，对选择三杆分度仪、全站仪与六分仪来测量，这种测量方式的实际测量范围相对有限，且精度效率难以得到有效保证。新时期，可依托GPS-RTK技术，进行水利工程建设区域复杂地形环境地形图测量。在实际测量中，对于GPS-RTK技术的应用，应注意以下要点：其一，在GPS-RTK技术使用前，应将RTK、GPS设备和电脑相互连接，这样能在导航软件的作用下，实现测量点的精准点位。其二，在具体测量中，测量点在导航软件的指导下会移动到制定的位置，在获得测量信息后，经RTK以及GPS设备，这些信息可被导入电脑当中。其三，对勘测的数据进行修正处理，可系统获得水利工程建设区域的地形图。

3、水下地形测量

水下地形测量是水利工程项目测量的难点所在^[2]。采用GPS-RTK技术开展水利工程水下地形测量时，还应注重测深仪的配合使用，要求将测深仪与移动站GPS天线连接在一起，然后系统化的开展测量参数设计，准备开展实际测量。在具体参数设计中，测量参数不仅包含GPS天线高、测量参数，还涉及断面线导入和校正参数等。当完成测量参数涉及后，需在GPS的指导下，进行测量船的精准定位，随后选点并使用测深仪进行实际测量。该测量中模式下，要注意测深仪往往定位在船只上，这使得测量工作受风浪和水流的作用较为强烈，故而为确保测量的准确性，还需要确保航迹分布在断面线的两侧，并尽可能地使得测量偏差保持在规定范围之内。要注意的是，依托GPS-RTK技术进行水下地形测量中，一旦水面较宽水深较深，则采用测深仪进行测量，当水深较浅时，可使用测杆、测绳及测锤相结合的方式进行测量，测量中使用GPS-RTK技术精准获取相关信息，掌握水底高程数据，实现水下地形的有效测量。

三、水利测量中GPS-RTK技术的精度控制

现阶段，GPS-RTK技术在水利工程测量中的应用不断深入，要进一步提升GPS-RTK技术应用水平，保证水利工程策略效率和精度，还需注重以下要点控制：

其一，GPS-RTK技术下，对于空间的卫星群的依赖性较强，对此，在实际定位中，应注重测量卫星的有效链接，为工程项目数据测量奠定良好基础。另外要注意的是，在新时期的GPS定位系统应用中，出于提升数据准确性考虑，还应注重多个系统的链接，尽可能地将测量误差保持在毫米之内。其二，GPS-RTK技术应用受基准站和移动站的影响，在基准站确定后，应重视移动站的有效设置。一方面，在基准站设计中，应结合坐标系统及高程系统控制已知坐标，然后基于控制手薄，实现坐标转换和参数计算，同时应在3个以上控制点的作用下，计算布尔莎七参数，最后通过已知坐标点对比，获得较为精准的移动站点位参数。另一方面，在中央子午线的确定中，需将考虑独立坐标系统的建设要求，然后选用任意高斯三度带投影建立坐标，中央子午线经度选择为120°。其三，在GPS-RTK应用中，数据链的传输还有可能受高大建筑物、山体、高频率电磁波信号的感染，对此应在初期阶段，就应合理选择基准站，确保基准站周围开阔，测量基础稳定且视野开阔，满足整体测量需要。其四，在测量成果质量控制中，应注重已知点校核法、双基准法、重测比较法的应用，提升GPS-RTK技术测量的整体精度。

结论

规范化的使用GPS RTK技术，能有效地提升水利工程项目的测量效率和精度。工程项目具体勘测中，测量人员只有充分认识到GPS-RTK技术的原理和优势特征，然后深化其在水利勘测中的应用，并重视GPS-RTK技术下的精度控制，这样才能有效提升水利测量精度，满足后期项目建设质量控制需要。

参考文献

[1]肖芳腾.GPS-RTK技术在水利工程测量中的精度控制[J].河南水利与南水北调,2019,48(4):61-62.

[2]徐天玲.测绘工程中GPS-RTK技术的应用实践及细节问题研究[J].环球市场,2019(10):367.