rtk技術(shù)在水利建設(shè)水上測(cè)量中的應(yīng)用

1、<p>　　RTK技術(shù)在水利建設(shè)水上測(cè)量中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：目前厘米級(jí)實(shí)時(shí)PTK技術(shù)已經(jīng)被廣泛接受 ,并應(yīng)用于各種測(cè)繪生產(chǎn)作業(yè)。由于實(shí)時(shí)RTK效率高 ,并可以在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的測(cè)量成果 ,逐步成為GPS測(cè)量的主流模式。測(cè)繪系統(tǒng)組成采用RTK接收機(jī)+數(shù)字測(cè)深儀，可使水下地形測(cè)量變得快捷、高效。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PTK技術(shù)；水利建設(shè)；水利測(cè)量；應(yīng)用

2、 </p><p>　　圖分類號(hào):TV221.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào)： </p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家和地方政府對(duì)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(jí)測(cè)量控制點(diǎn)極少，給水利工程施工測(cè)量帶來(lái)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(cè)量中，因其精度高、實(shí)時(shí)性和高效性強(qiáng)，成為最先進(jìn)

3、的技術(shù)設(shè)備和最經(jīng)濟(jì)的測(cè)量方法，在很大程度上提高了工作質(zhì)量和效率。在測(cè)繪、交通、能源、城市建設(shè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 </p><p>　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站、流動(dòng)站和數(shù)據(jù)鏈組成，建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù)，流動(dòng)站上

4、的計(jì)算機(jī)（手簿）根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。勘測(cè)中全面采用RTK技術(shù)，從地形圖測(cè)繪、中樁測(cè)量、橫斷面測(cè)量、縱斷面地面線測(cè)量等工作都采用了RTK作業(yè)，測(cè)量1～2秒，精度就可以達(dá)到1～3cm，且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需通視，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器（如全站儀）不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　RTK工作原理是

5、：在已知高等級(jí)點(diǎn)上(基準(zhǔn)站)安置1臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)站信息，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)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(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及其精度。RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，定

6、位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每

7、個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)</p><p>　　現(xiàn)在采用RTK時(shí)，僅需一人背著儀器在要測(cè)的地形地貌碎部點(diǎn)呆上一二秒種，并同時(shí)輸入特征編碼，通過(guò)手簿可以實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，把一個(gè)區(qū)域測(cè)完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖，這樣用RTK僅需一人操作，不要求點(diǎn)間通視，大大提高了工作效率，采用RTK配合電子手簿可以測(cè)設(shè)各種地形圖

8、，如普通測(cè)圖、鐵路線路帶狀地形圖的測(cè)設(shè)，公路管線地形圖的測(cè)設(shè)，配合測(cè)深儀可以用于測(cè)水庫(kù)地形圖，航海海洋測(cè)圖等等。 </p><p>　　在水利建設(shè)過(guò)程中，無(wú)論是新開(kāi)挖河道還是對(duì)原有河道進(jìn)行疏浚整治，都需要進(jìn)行斷面測(cè)量。傳統(tǒng)的斷面測(cè)量主要方法有斷面索法、交會(huì)法等，水深測(cè)量方法主要有測(cè)深桿法、測(cè)深錘法等。這些方法都受距離、通視、通訊等條件的影響，不僅工作效率低下，而且定位精度也不高。同時(shí)由于受水流的影響，很難保證測(cè)量

9、船的直線前進(jìn)。這些因素都導(dǎo)致斷面測(cè)量的質(zhì)量不高，進(jìn)而影響到利用這些斷面計(jì)算工程量的精度?；芈暅y(cè)深儀的發(fā)明為廣大海洋工作者提供了一個(gè)強(qiáng)有力的水深測(cè)量手段，由于它可以在船只航行時(shí)快速而準(zhǔn)確地測(cè)得水深的連續(xù)數(shù)據(jù)，所以很快便成為水深測(cè)量的主要儀器，現(xiàn)在它已廣泛地應(yīng)用于航道勘測(cè)、水底地形調(diào)查、海道測(cè)量、船只導(dǎo)航定位等方面。回聲測(cè)深儀是基于回聲測(cè)距的原理而研制的。發(fā)射換能器從水面向下發(fā)射聲脈沖，聲脈沖在水中向下傳播，遇到密度不同的水底介質(zhì)時(shí)發(fā)生反射

10、，反射后的聲脈沖在水中向上傳播，并被水面的接收換能器所接收。根據(jù)聲脈沖在水中往返的時(shí)間和它在水中的聲速，就能算出換能器至海底的直線距離，即水深。由于聲波在水中的傳播速度隨水體的溫度、鹽度和壓力的變化而變化，所以，計(jì)算時(shí)還要作必要的修正。 </p><p>　　隨著全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用與普及，RTK法已成為目前斷面測(cè)量的主要方法，利用動(dòng)態(tài)RTK可方便的進(jìn)行測(cè)船的定位，并指示測(cè)船的航向，定位和測(cè)深數(shù)據(jù)可進(jìn)行自動(dòng)

11、記錄，并可輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理，測(cè)量的工作效率得到了極大的提高。測(cè)繪系統(tǒng)組成采用RTK接收機(jī)+數(shù)字測(cè)深儀，由基準(zhǔn)站、流動(dòng)站組合的載波相位差分實(shí)時(shí)定位測(cè)量模式。RTK參考站架在視野開(kāi)闊便于數(shù)據(jù)鏈信號(hào)傳輸?shù)囊阎c(diǎn)上，RTK流動(dòng)站架在水上機(jī)動(dòng)測(cè)船上，二者同步接收RTK衛(wèi)星信號(hào)；流動(dòng)站由所接收到的RTK衛(wèi)星信息及參考站數(shù)傳電臺(tái)所發(fā)送的信息進(jìn)行差分處理實(shí)時(shí)確定水下斷面點(diǎn)的平面位置。 </p><p>　　測(cè)前的準(zhǔn)備：a.

12、準(zhǔn)備能源供給。一般小型測(cè)量船都沒(méi)有額外電力供應(yīng)，所以測(cè)深儀及RTK接收機(jī)一定要保證充足的能源供應(yīng)。 b.建立任務(wù)。設(shè)置好坐標(biāo)系、投影、轉(zhuǎn)換參數(shù)。c.作計(jì)劃線。如果已經(jīng)有了測(cè)量斷面就不需要重新布設(shè)，但可以根據(jù)需要進(jìn)行加密。 </p><p>　　外業(yè)數(shù)據(jù)采集：a.首先要將換能器固定在船上，換能器連接線通過(guò)固定桿內(nèi)部后，換能器一定要很好地和桿子固定在一起，否則測(cè)量過(guò)程中換能器失落將是一件非常麻煩的事情。另外固定螺絲一

13、般放在船前進(jìn)方向的反方向，這樣可以避免水中雜物纏繞而導(dǎo)致螺絲松動(dòng)。同時(shí)固定桿一定要盡量保證垂直，這也是保證水深值正確的重要一步；b.將RTK接收機(jī)、數(shù)字化測(cè)深儀和便攜機(jī)等連接好后，打開(kāi)電源，設(shè)置好記錄設(shè)置、RTK和測(cè)深儀接口、接收機(jī)數(shù)據(jù)格式、測(cè)深儀配置、天線高，吃水，并將測(cè)深參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后就可以測(cè)量了。 </p><p>　　內(nèi)業(yè)處理：包括數(shù)據(jù)的后處理與測(cè)量成果輸出，數(shù)據(jù)后處理是指利用相應(yīng)配套的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)測(cè)量