RTK技术在水利工程测量的作用分析

2014-11-26宋德军黔南州水利水电勘测设计院

河南水利与南水北调 2014年20期

□宋德军(黔南州水利水电勘测设计院)

0 引言

我国的水资源总体来说比较丰富，很多水利工程都分布在山区，给水利工程的测量工作带来了很大的困难。随着时代的发展进步，新的科学的测量方法逐渐取代了传统的测量方法，RTK技术就是其中一种。该项技术能够克服地质条件复杂的难题，提高测量精度，实时性强。未来在我国水利工程测量中的应用范围也将会越来越广泛。

1 RTK的基本原理及其优势

1.1 RTK基本原理

RTK技术是一种常用的水利测量技术，它属于GPS测量技术的一种，能够进行实时测量，主要包含3个方面的内容：第一，RTK技术包含多个数据链，可以说，RTK数据的获取就是依靠这些数据链得来的。第二，基准站接收机，基准站接收机是用来接受和分析数据的一个中转站，它能够方便工作人员获取数据。第三，流动站接收机。流动站接收机的作用是将一些难以观测到的、地形比较复杂地区的测量信息进行收集和记录。其工作原理首先是工作人员要把GPS接收机分别安放在已有的基准站上，然后对卫星进行实时观测，将所观测到的数据输送给流动观测站，然后再根据数据测算出准确的地点。

1.2 RTK技术在水利工程测量中的优点

①工作效率高。工作效率明显提高是RTK技术明显区别于传统测量技术的优点，通常情况下，对于地形和地势条件普通的地区，使用RTK技术能够测量8 km以内的测量范围，而且不需要使用大量的人力、物力和财力，减少资源浪费的同时还能够提高工作效率，减轻工作人员的劳动量。②定位精度高，数据安全可靠。RTK技术是在GPS技术的基础上发展起来的，继承了GPS的众多优点，同时进行了创新。RTK技术的测量范围比较广阔，只要按照使用程序进行操作，在满足一定条件的情况下尽量减小误差就能够提高定位精度，同时得到的数据也是相对精确的。由于RTK技术的使用条件比较简单，能够使用在相对复杂的地势条件中，而且不需要花费太多的人力，减少了意外事故的发生，最大程度上保证了数据和人员的安全性。③降低了作业条件要求。传统的测量方法对于地势、地形、外界自然环境的要求较高，只有满足这些规定的要求时才能够进行测量。RTK技术与传统的测量方式之间有很大的差别，它对于作业环境的要求并不高，因此，其应用范围较大，不容易受到外界环境的影响。④操作简便，容易使用，数据处理能力强。相对于传统的测量方式而言，RTK技术测量操作更加方便简单，对于工作人员的技术要求也没有那么严格，只需要在测量前对基准站的准确坐标进行记录，然后就可以进行正式测量了，通过一系列的数据收集和处理工作就能够绘制出地形图。RTK处理技术还有一个明显的优势就是其自动化和智能化程度较高，因此，很容易将接收到的信息进行处理。

2 水利测量工程对RTK技术的应用

2.1 对河道地形图进行测量

对河道地形图进行测量是RTK测量技术应用于水利测量工作中的一个重要体现之一。由于河道地形图的测量工作比较复杂，因此，需要发挥RTK技术的优势进行测量。河道地形图的测量绝大多数的工作都是在水下开展的，水下的形式难以把握，而人眼又无法看到，所以工作人员必须合理运用RTK技术，确保所获取的地形资料准确无误。传统的测量方法是通过3杆分度仪、6分仪以及全站仪等几个仪器开展的，不过这种测量方法存在很大的缺陷，如测量所花费的时间较长，等到测量结果分析出来以后地形情况已经发生了变化，测量结果已不符合实际情况；测量的范围不够广泛，且测量结果的精确度不高；测量所需要花费的人力资源较多。以上这些问题都迫切需要革新传统的测量方法，随着科学技术的发展，RTK技术在河道地形图测量中的应用范围逐渐扩大。在具体的实践中，使用RTK技术进行河道测量的步骤如下：首先将所需要使用的仪器与笔记本电脑相连接，然后通过控制电脑对测量点进行定位和观测。其次，将测量所得的数据输入到笔记本电脑里，然后再通过软件进行处理，就得到了测量地形图。这样得到的河道地形图与实际情况相符，所有过程的时间并不长，因此，测量的精度较高，工作人员的工作量也较少。

2.2 对加密控制点进行测量

对加密控制点进行测量是测量工作中的重点内容之一，同时也是难点。上文中已经提到我国大多数的水利工程都在偏远的山区，因此，控制点很难设置。过去通常都是采用传统的测量方法进行测量，通过距仪导线和3角网进行测量，这样的测量方式不仅需要耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受到外界自然环境的影响，精确度也不高。而RTK技术的应用能够有效地改善这种情况，不仅方便快捷而且精确度较高，只需要保证在测区的15 km范围内有3个以上的测控点就可以开展测量工作。

2.3 对数字化地形图进行测量

采用RTK技术进行测量，不仅可以进行快速定位，对坐标结果还能得到实时掌握，因此，可以对地形进行测量。当要进行地形测量时，可以根据地形的情况继续测量，也可以在数据采集的功能下进行，对于采集完成后的地形点将以图形的方式显现，然后形成数字化管道地形图。

2.4 RTK配合测深仪进行水域断面测量

这部分工作主要对水域的断面进行测量，首先需要利用现有地形图初步设计河道断面的位置，而后进行实地勘探确定基点并得到基点的平面坐标以及高程等参数。借助计算机记录好各个断面基点的3维坐标，通过内业处理完成断面的航线设计。采集数据时要实时校核数据的精度及准确性。最终将所得的3维坐标数据输入计算机进行处理，必要时需进行补测工作。只有将所有数据校核完毕后，才能经专业处理软件绘出各航段断面图形。

3 RTK在作业中容易出现的问题及解决措施

3.1 受卫星状况限制

RTK测量技术主要是通过卫星获取测量数据的，如果测区无法被卫星所覆盖，那么测量的数值的准确性就无法得到保障，特别是对于一些高山峡谷以及城市的高楼林立处，信号可能被遮挡从而导致测量数值出现偏差。对于这种情况，在实施作业的过程中就需要通过星历预告配合进行测量。

3.2 数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题

RTK测量数据的传输需要通过数据链，而数据链的传输如果遇到高山或者是较高的建筑物时就无法顺利开展，对于这种情况则需要将基准站的海拔位置提高，使其位于测量区域的最高点。

3.3 精度和稳定性问题

虽然RTK测量对于自然环境的要求不高，但是其容易受到卫星状态的影响，从而影响其精确度，为了解决这个问题需要重复测量或者是增加校核的次数，提高测量结果的精确度。

4 结语

总而言之，RTK技术在水利工程测量中的应用有效的提高了水利工程的测量水平，为水利工程的顺利开展奠定了基础，同时促进了我国水利事业的发展。在具体的应用实践中需要注意提高工作人员的工作责任心、合理使用仪器，提高计算的精确性，以保证测量结果的准确性。鉴于RTK测量技术的应用对于我国水利事业发展的重要性，因此，本文研究这个课题具有非常重要的现实意义。