1、如何做好水利测绘工程中全球定位系统的相关运用摘 要：通常来说，全球定位系统又称“GPS”,即“RTK” ；下文主要简要说明了 GPS-RTK 的相关技术原理以及构成的基础，综述了其在水利测绘工程中的相关运用。 关键词：水利测绘；全球定位系统；案例分析 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 前言 采用全球定位系统实施动态定位技术，即 RTK （Real Time Kinematic）技术。通常全球定位系统的测量方法，例如静态、快速静态、动态测量均需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而 RTK 技术是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。它是 GPS 应用的重大里程碑，它的出现极大
2、地提高了工程放样、地形测图，各种控制测量的外业作业效率。 一、目前 RTK 技术构成原理 当今 RTK 实时动态定位技术，是一项以载波相位观测为基础的实时差分 GPS 测量技术，是利用两台或两台以上 GPS 接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基站，其它作为移动站。 在 RTK 工作模式下，一般是由基站采用数据链将其观测值以及测站坐标信息共同传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基站的数据，还要采集 GPS 观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出毫米级的定位结果。移动站可在静态或者动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的
3、实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，移动站可随时给出毫米级定位结果。RTK 测量系统主要由三部分构成： GPS 接收设备、数据传输系统和软件系统。 二、RTK 技术在水利测绘领域的应用 GPS-RTK 技术具有定位精度高，实时定位速度快，提供三维坐标，操作简便，全天候作业及全球地面连续覆盖等特点，在现代化水利测绘方面得到广泛应用。 （1）平面控制测量。 在测量工程中，常规的导线测量的控制方式慢慢被淘汰，利用 RTK 技术控制网测量和部分碎部测量得到应用。其基本优点为首先是高精度，其次观测时间短，应用 RTK 测量时，当每个流动站与基准站相距在 15km 以内时，流
4、动站观测时间每站观测仅需几秒钟。 （2）放样测量。 在水利工程测量过程中，采取 RTK 点放样和线路放样，采用点放样时，首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到 GPS 流动站中，然后根据所放点标识进行实地放样。进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件，将该文件和坐标转换参数上传到 GPS 流动站接收机，在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样。 （3）高程测量。 GPS 测量资料与水准测量资料相结合来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。这种方法要求 GPS 观测点具有水准测量资料且密度适当，分布比较均匀。利用高精度 GPS 定位技术精密确定观
5、测点的大地高程差，并根据建立的适当大地水准面数学模型，内插出计算点的高程异常或异常差，从而得出特定点的正常高。利用 RTK 技术进行纵、横断面测量，形数据点的采集工作，大大提高了作业质量和生产效率。 3 RTK 技术应用实例 （1）案例分析 进行水下地形测量，主要结合水闸平面布置、轴线比较及水利模型试验工作。水下地形测量范围由水闸轴线上轴线方案上游 5km 至下轴线方案下游 1km 范围，整个测区视野开阔，河道水面最宽约 250m。本工程测量采用 GPS-RTK 技术作业，使用 Trimble 5700 GPS 系统，应用其电子手簿 TSC1 进行数据处理。 （2） 测量前电子手簿 TSC1
6、的操作准备。使用 TSC1 首先建立新的工作项目。考虑该工程测量采用的坐标系统，操作时直接从资料库中的其他工作项目中选择采用相同坐标系统的项目拷贝出来，这样可以免去输入与转换的麻烦。拷贝坐标系统成功后对工程项目的系统单位、系统时间/日期分别进行配置。 设置 RTK 基准站。选择在上空开阔、无遮挡的点，并且能够看到周围沿地平线高度角 13以上的全部天空作为基准站建站位置。基准站定位后，在点位上对中整平，连接 5700GPS，连接接收机电源，同时将 TSC1 电子控制器连接到 GPS 接收机。再将外接电台的天线和延长杆安装在比较高的固定位置，连接电台天线和电台，连接电台和 GPS 接收机，连接电台
7、电源。启动基准站接收机并设置好基准站。 设置 RTK 流动站。将 5700GPS 安装在背包里，电台天线安装在背包上，GPS 天线用延长杆安装在背包上，测量人员手持 TSC1 作业，连接各种天线。启动 RTK 流动站，初始化完成后即可进行测量。 （3）测深仪器的选择。 由于本工程水域面积较大、水深较深、流速较快，采用传统的测深杆、测深绳测量水深，精度较低，费工费时，故选用回声测深仪进行测量。测深点平面定位与水深测量同步进行。开展测量前对测深仪在测区内进行声速测定，通过测点处实际水深与校正测深仪测深值的比较，校正测深仪声速，保证水深值的正确性。 （4）外业测量。 采用 Trimble 5700 GPS 自动采集水下地形点的平面坐标及高程，测量过程中实时传输 RTK 作业数据，使测深仪数据与 GPS 同步自动记录。（5）内业处理。 外业工作结束后，利用计算机对外业数据进行分析及整理，并通过数字化成图软件成图输入。测量过程中由于使用了 RTK 技术，无须进行复杂的观测和内插。 结束语 综上所述，在水利工程测绘中，该技术存在一些漏洞，如在作业时若操作失误或着由于某些技术问题处理不当，都会给测绘成果带来严重影响。所以一定要因地制宜，采用适宜的解决办法就能够把有益于实际生产的技术应用到工程中来，同时通过良好的质量控制方法和优化作业方法，有利于提高作业效率。
