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网络RTK在南水北调配套工程中的应用

2014-12-24张学朴

创新科技 2014年6期
关键词:南水北调基准测绘

张学朴 赵 丹

(1.保定市水利水电勘测设计院,河北 保定 071000;2.南水北调中线干线保定管理处,河北 保定 071000)

网络RTK在南水北调配套工程中的应用

张学朴1赵 丹2

(1.保定市水利水电勘测设计院,河北 保定 071000;2.南水北调中线干线保定管理处,河北 保定 071000)

普通RTK技术已广泛应用于各个测绘行业,随着永久基准站的建设,网络RTK以方便、快捷的特点迅速普及。本文主要介绍GPS定位及网络RTK技术的工作原理,结合在南水北调配套工程中的具体应用,阐述了网络RTK技术在工程测量中的主要优缺点以及工作中需要注意的问题。

RTK;网络RTK;测量

1 网络RTK工作原理

网络RTK技术也叫多基准站RTK,是对普通RTK方法的改进,主要采用虚拟参考站法进行数据处理。其基本原理是:在一定的区域内,按一定的间距建立多个连续运行的GPS基准站,根据这些GPS基准站的观测数据,建立区域误差模型(如电离层、对流层、卫星轨道等误差模型),系统运行时,将这些误差从基准站的观测值中减去,形成“无误差”的观测值,然后利用这些无误差的观测值和移动站的观测值,经有效地组合,在移动站附近(几米到几十米)建立起一个虚拟参考站,移动站与虚拟参考站进行载波相位差分改正,实现实时RTK。

2 网络RTK在南水北调配套工程中的应用

南水北调配套工程承担着连接南水北调中线总干渠和受水区地表水厂的纽带作用,工程的建设将有利于提高沿线地区的供水能力,保障经济社会发展对水资源的需求;有利于逐步改善受水区的生态环境,促进经济社会协调发展和可持续发展。

测量工作是为设计人员选择线路、计算工程量提供基础依据,主要工作内容包括:踏勘选点、平面控制、高程控制、地形测绘、定线测量、纵横断面测量。下面就网络RTK在其中的应用进行介绍。

2.1 控制点的踏勘

南水北调配套工程中,高等级控制点基本都埋设在地下30~50 cm。之前,在踏勘寻找控制点时,常采用手持GPS定位,精度在10m左右,难以准确定位。也采用常规RTK方式,架设基准站,但作用距离有限在10 km左右,而且需要人员看护,十分不便。采用网络RTK,可以单机作业,准确定位,无距离限制。

2.2 地形测量

为了给南水北调配套工程输水管道进行选线,需要测绘线路1:2000带状地形图。采用网络RTK技术进行测图时,仅需一人操作仪器在外业采集碎部点的平面坐标和高程,通过电子手簿记录,在点位精度合乎要求的情况下,把一个区域内的地形地物点测定后回到室内,由专业的绘图软件输出所要求的地形图。在使用普通的RTK方式测图时,需要架设基准站,专人看护,工作人员等待接收到基准站信号后,才能进行校正,然后开始测图。

2.3 定线测量

由设计人员选定管道中心线,利用网络RTK选用线放样的功能,直接将线路中心线的位置放样到实地,为线路的科学设计提供准确的依据。网络RTK可同时在多条线路进行定线,不受普通RTK方式一台移动站在一定区域范围内必配基准站的限制。

2.4 纵横断面测量

根据选定好的中心线,沿线路方向需要测量地面纵断面,垂直于线路方向按一定间距测量横断面,用于计算施工开挖的工程量。采用网络RTK可在测量线路纵断面的同时,进行横断面测量。

3 网络RTK的优缺点

3.1 网络RTK的优点

3.1.1 作业灵活

网络RTK移动站可一台独立作业,也可几台配合作业,使仪器设备在调配上更加灵活。

3.1.2 效率更高

连续运行的GPS基准站,相当于永不关机的电台。工程应用中,在同一区域进行过点位校正,第二天或其他时间再到此区域,可开机后直接工作,无需校正。这样就很大程度上节省了架设基准站及寻找已知点进行点位校正的时间,提高了工作效率。

3.1.3 范围更远

普通RTK基准站的作业半径一般在5~10 km左右,在障碍物较高较多的地方距离更近。网络RTK不受基准站的距离限制,大大拓展了作业空间。

3.1.4 节省费用

普通RTK需要一台套基准站设备,一至多台套移动站设备,蓄电池等。网络RTK只需要移动站设备,而且还减少了基准站看护人员,极大地节省了资金的投入。

3.2 网络RTK的缺点

网络RTK是接收卫星信号及信息控制中心的数据进行解算,作业开始前需要登录,因为兼容性有限,在用户数量较多时,登录比较困难或者经常掉线,对野外作业造成一定影响。

4 网络RTK的展望

网络RTK技术是对普通RTK方法的改进,更加方便快捷,经济高效。随着基准站的增加建设,数据中心服务器的扩容,技术的成熟以及信号的稳定,网络RTK将越来越广泛地应用到测绘工作中来。

[1]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社,2008.

P228.4

A

1671-0037(2014)03-74-1

张学朴(1979.2-)男,工程师,研究方向:水利工程测绘。

赵丹(1979.6-)男,助理工程师,研究方向:水利工程测绘、机电金结管理。

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