GPS—RTK技术在宁夏灌区改造测绘中的应用

徐 江，曹爱民

（宁夏回族自治区国土测绘院，750021，银川）

一、工程概况

受宁夏回族自治区水利厅灌溉管理局委托，宁夏国土测绘院承担了宁夏灌区改造项目干渠工程测量任务秦汉渠改造测绘工作。测区位于吴忠市利通区及灵武市，平均海拔高度1100m左右。测量主要内容为渠道纵横断面测绘、渠道建筑物调查及带状地形图测绘。

①测区3条主干渠（汉渠、马莲渠、波浪渠）1∶1000带状地形图测绘，渠长31 km，带宽约100 m，以渠开口沿两侧各30m测绘。

②测区3条主干渠纵横断面图，共长约41.38 km，每50 m测制一个断面，并绘出主干渠纵断面图。

二、控制测量

1.平面控制测量

①坐标系统采用1954北京坐标系，中央子午线105度。

②首级GPS控制网测量。

以四等三角点大泉、糖厂作为起算点，四等三角点梅家湾作检查点，在控制测量范围内布设E级GPS控制网，作为测区等级控制点，网形采用环形布设。采用6台南方NGS—200GPS接收机同步观测，数据处理基线解算：用南方GPS处理软件解算，以卫星广播星历坐标值作为基线解的起算数据，基线解采用双差相位观测值。GPS控制网平差计算：平差计算用南方GPS处理软件进行，以三维基线向量及相应方差协方差阵为观测信息，以一个点的WGS—84系三维坐标为起算数据，进行GPS网的无约束平差。在无约束平差确定的有效观测量基础上，在国家坐标系下进行二维约束平差，以国家等级控制点作为平差的已知点，平差结果输出国家1954北京坐标系二维坐标。

2.高程控制

高程系统采用1956黄海高程，以测区四等水准点高程为基础，为满足测绘渠道带状地形图及断面的需要，按五等水准测量要求进行施测组成附合或闭合水准线路。水准由汉渠水准网和马莲渠、波浪渠水准网两个水准网组成。汉渠水准网有5条附合水准，马莲渠、波浪渠水准网有1条附合水准。

三、基于GPS-RTK技术的水利渠系改造测绘

1.基准站设立

（1）基准站选择

基准站应该设在测区中部,要求地域开阔,无树木等物体遮挡,远离高压线、无线电信号发射塔,避开大面积水域等容易引起RTK不稳定或精度降低的因素。

（2）转换参数

GPS—RTK获得的是 WGS—84坐标,实际工作一般采用国家平面坐标或地方坐标,因此需要进行坐标转换。一般采用三参数或七参数方法转换。求转换参数所利用的控制点数量应该足够,一般来讲,平面控制点至少3个,高程控制点一般4个以上。控制点应以能覆盖整个测区为原则,最好均匀分布。另外,转换参数的精度不仅与所选点的位置及数量有关,还与所选点的坐标精度密切相关,因此在选择控制点时应该对测区内的已知点进行筛选。

2.渠道定线及断面图测绘

（1）渠道定线

采用钢尺量距法，沿渠道左侧内堤线定桩，每50 m设一桩点，并在桩上标注相应的里程桩号，地形变化处加密，桩点的高程同时用水准仪测定。

（2）断面图测绘

渠道横断面图的测量采用GPS—RTK外业数据采集，测定各断面点的高程，沿渠下游方向按桩点垂直方向左1，左2，左3……和桩点及右1，右2，右3……明确记录观测值。

①纵断面横向比例1∶5000，纵向比例 1∶100， 横断面横向比例 1∶200，纵向比例 1∶100。

②纵断面施测桩距50 m，遇地形变化处加桩。

③横断面施测范围为现状渠道两侧开口线以外各30m。

④渠线穿越建筑物时，标注底板、顶板标高，孔口尺寸；标注干渠底板标高、孔口尺寸。

⑤纵断面标注农田、林带、村庄、砌护段的起始桩号，以渠口进水闸为0+000，以后桩号连续。

⑥纵断面同时反映现状渠底、水位、左右渠顶高程线、渠堤外地面高程；纵横断面图均依比例绘制CAD电子版DWG格式，断面图上高程点明确标注。

⑦绘横断面时，一张图上绘多个断面时按里程顺序由左至右、由上至下，绘制时须留套绘设计断面线的位置并注记中心线桩填挖数值的位置。

3.带状地形图测绘

（1）测绘成图方法

采用GPS—RTK，外业采集测绘区域的特征点、点状地物和地类边界等测量。将GPS测量数据采集器与计算机连接,通过GPS数据传输软件将每天采集的数据文件导入计算机并存储为一定的格式,以日期+组名作为文件名。利用南方CASS数字化地形地籍成图软件导入一定格式的数据文件,在计算机屏幕上显示为大量的数据点,根据外业草图进行地物编辑、地形绘制;构建三角网,生成等高线;地类符号填充,统计各土地利用类型总面积和分区面积。协调图名、图号、图廓线、坐标系、成图比例尺、制图单位及其他辅助说明。按1∶1000地形图测绘编辑一次成图。

（2）测绘要求

1∶1000带状地形图范围为沿主干渠现状渠道两侧开口线以外各30 m。带状图按要求标明农田、林带、居民点起止位置及其属性 （农田类型、果树树种、房屋结构等）。

（3）碎部测绘

根据水利设计要求，特殊地物地形测绘表示如下：

①独立地物经准确测绘，用规定符号正确表示。

②通信线、电力线应准确测绘，电力线注明高低压，走向完整清楚。

③所有道路如公路、大车路、小路等均应准确测绘并注明等级及路面材料，桥涵、路堤里程碑均要表示，并在交叉道路口注明高程。

④水系如沟渠、集水池及各种水工设施均应绘出。

⑤应正确表示出图中植被分布，以图示要求为准。

⑥应准确测出各类界线，明确表示各类控制点、名称、注记等。

四、结 语

GPS—RTK测量定位迅速且观测后的数据不用人工处理即可屏显并存储在手簿中。在测量过程中能监视观测数据质量，相比常规测量来说，其作业效率大大提高。RTK技术的作业范围受一定因素的制约，一方面远距离作业时采用相对定位的模型消除误差提高精度的效果将不再明显，另一方面通信系统传递信息的范围也是有限的。考虑到这些因素，基准站的架设应尽量位于测区中间，周围无高大建筑、高压线、无线电发射塔的区域，以保证无线电信号覆盖整个测区。随着GPS—RTK技术的更加成熟，该技术在土地整理测绘的应用前景会更加广阔。

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