GPS-RT K测量技术在水利工程测量中应用

GPS-RT K测量技术在水利工程测量中应用

解晓敏

陕西省水利电力勘测设计研究院  陕西西安 710001

摘要：在水利工程施工中，GPS-RTK测量技术也被广泛的应用。因此，GPS-RTK技术与传统工程测量技术不同。以往传统技术主要使用人工方式进行测量，数据或多或少存在误差，直接影响到工程建设质量。而GPS-RTK技术充分利用空间定位技术，能够获取精确性的测量数据，因而其在水利工程中的应用更加普遍。该技术通过数据程序实施控制，有利于降低人工作业的负担。在水利工程测量中，充分利用GPS-RTK技术获取准确的工程数据，有利于设计出科学合理的工程方案，以此为农业生产提供高效的水利灌溉工程。

关键词：GPS-RTK；测量技术；水利工程测量；应用

引言

随着我国经济的飞速发展，水利力度加大，做好水利测量工作可以为水利工作的安全可靠提供精准有效的参考决策依据。随着科学技术的不断创新发展，不少新型水利测量技术被应用，其中GPS-RTK技术作为一种精确度很高的新型测量技术，目前被广泛应用于水利测量中。

1GPSRTK技术概述

1.1GPS技术

全球定位系统（GlobalPositionSystem，GPS）属于动态定位技术，能借助导航定位系统收集载波相位数据信息，确保水利工程勘查结果的准确。GPS技术能够在卫星和地面之间的任何空间内定位，并借助地面基站所设置的高性能接收机，选择适宜的实时观测方式，实现GPS接收器数据信号接收、传输及向无线电信号的转换，并通过基线向量的准确计算，达到基站目标测试的目的。随着国内水利工程调查工作的深入实施，GPS技术在水文地质勘测、矿产资源勘查、环境污染调查等领域发挥着愈加重要的作用。

1.2GPSRTK技术

GPSRTK技术是GPS技术和RTK技术的有机结合，该动态测量技术主要根据卫星观测实际，将GPS接收器安装在基站既定位置，连续观测的过程中，卫星将数据信号传输至天文台，卫星和天文台之间信号的传播主要通过无线电设备实现。GPS接收器在接收数据的过程中，参数持续变化，通过GPS定位及计算确定出另外一个WGS-84坐标，根据该坐标与其余局部坐标的对比，确定出系数及精度。与传统测量技术相比，GPSRTK技术测量强度高，对于半径5km的区域仅根据1个RTK基站测量结果便能准确确定地质数据信息，无需安装其余测量设备，放样点测量过程仅需1.2s，该技术既能减少测量人员工作量和设备投入量，又能缩短测量时间和勘查周期，在短时间内高效率达成勘查目的。与此同时，GPSRTK技术以载波相位为基础，并使用天文台三维坐标，可实时、动态定位观测点数据，并能将数据变化精确至厘米级。在水利工程调查过程中完全遵循GPSRTK技术测量要求，便能有效避免测量误差，大大提升传统测量方式下平面及仰角精度。该技术运行过程中只需遵循电磁波直视技术原理，并符合空气及电磁波穿透方面的要求，无需进行两点光学直视便能达到测量精度标准，可实现水利工程调查全天候、雨天、强风等恶劣天气条件下无间断运行，且勘查及数据传输、分析过程受外界因素干扰几乎为零。该技术具备专业软件映射功能，可实现自动映射，应用于各类环境测绘方面能有效控制和减少人因误差，保证调查结果精度。

2GPS-RTK技术在水利工程测量中的应用

2.1合理设计测量方案，提升测量质量

在水利工程中，需要测量的内容繁多，并且生态环境一直处于动态变化状态。这要求在测量工作中，为减少对测量质量的影响，科学合理设计测量方案，为后续开展测量工作提供保障。在测量开始前，应该设计科学合理的控制网络，分析结构类型、精确性等，找出网络覆盖范围最大和精确度最高的位置，借助三角网对精确度进行分析。但是该方式在应用中，需要进行分段使用，有效保障位置的合理性。在该技术落实后，基本上可以取代以往使用的全站仪设备，能够对测量方案进行合理调整，有利于提升测量工作的效率和质量。在准备工作中，要找出流动点的位置，如测量距离超过10千米，也可以获取较为精准的数据。并且，要充分借助职业测量方案，严格制定测量流程，明确测量标准，有效提升测量质量。

2.2水利工程测量

水利工程测量是水利测量工作的重要内容，对水利资源质量有重要影响。由于水利区域地形的复杂多变，如一些山区森林茂密、覆盖物繁多造成控制点密度低、通视条件差，导致传统常规测量技术的运用工作效率低、数据精准度差。而采用GPS-RTK技术通过运用精良的仪器和精确化的测量技术，可以对水利整体的进度做一个数据化的测算，同时通过对工程施工现场的地形地貌、积水、断面等进行动态测量，得出水利地形地貌图、横纵断面图、钻孔放样施工图等有效参考数据。GPS-RTK技术不仅高效实现了对水利工程进度的精准监控，还大大提高了水利工程测量的工作效率和质量。

2.3严格测量碎部地形，保障测量准确性

水利工程需要进行测量的内容较多，特别在碎部地形测量中，很容易干扰到测量结果的准确性。这要求在使用GPS-RTK技术时，尽量开展深入性测量，有效提升测量数据的准确性。在具体测量过程中，需要先对网络图进行设计，也要明确各个测量点，还要对相应的测量仪器进行安装，充分利用经纬仪、系统软件等数据信息进行编码，有利于快速地完成测量任务，并且对于夜间测量也非常方便。在测量过程中，将接收设备放置在其中一个测量点上，对部分区域测量后，利用软件将结果输出，有效保障测量结果的准确性。在使用该技术中，应该加强管理，实施相应的监督技术，使测量过程与结果相符。一旦发现测量数据有差异，应该再次进行测量，直到测量数据符合标准，保证了测量的质量。

2.4水利控制网的建设中的运用

水利安全生产需要对水利的进度进行精确化的监控，因此需要水利建立一套整体的控制网络来对工程进度和水利生产安全进行监控，这不仅需要对水利范围内进行精确定位，对每个建设点进行实时定位监控，还需要对各建设点和控制中心之间的距离数值进行实时监测，从而确保水利系统的建立更加科学合理。由于我国地形地貌复杂多变，很多区域和方向间都存在遮挡物，测量人员要对水利进行控制网建设，如果采用传统的观测技术模式，必须要保证不同控制点之间是通视状态并保持不变。但这个条件因为地质环境的复杂导致很难实现，且还需要测量人员携带测量仪器在不同控制点之间进行转移，因此得出的数据很容易存在误差。而使用GPS-RTK技术可以通过GPS接收装置，将在同一个观测时段连续进行观测接收到的所有卫星数据通过无线电数据设备发送到不断移动的流动站中，通过WGS-84坐标系流动站可以根据初始过程中的差分信息和GPS信号把流动站的准确坐标计算出来，最终经转换得出坐标系下的待定点的三维坐标。而后结合相应的等级的测量规范、高程数据、测区的坐标系信息、中央子午线、已有的坐标系使用情况测区的地形图和控制点的位置参考图等建立一个GPS控制网GPS-RTK技术可以在控制网建设区域内部同时设置７个控制点，不同点位精度平面均超过2.2mm，而高程均超过10mm，高精度的控制网标准大大满足了水利加密施工的要求。

结语

现代生产对水资源需求巨大，需要建设不同的水利工程，以此满足不同农业生产的需求。在建设各类水利工程时，要先对工程数据进行测量，而传统测量方式存在较大差异，很容易影响到工程质量，这就要求在水利工程在测量过程中合理使用GPS-RTK技术，通过对测量点位的确定，实施动态化的测量方式，保障测量数据的精准性。

参考文献

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