GPS—RTK技术的特点分析及其在水库水下地形测量中的应用

张梅芳

摘要：GPS-PTK技术实现了多种现代技术的结合，尤其是对全球定位系统和实时动态差分测量技术的运用，使其在地形测量领域发挥了巨大作用，其具有的特点是测量准确度高、测量效率高、受干扰少、操作方便等特点。其在水库水下地形测量中，克服了水下地形测量难度大的问题，提高了水下地形测量的准确度和效率，在水下地形测量领域发挥了巨大作用。

关键字：GPS-RTK技术；技术特点；水库水下地形测量；应用

随着科技的不断进步，社会生活中各个领域都实现了技术革新。在地形测量领域，也引入了一些尖端技术，其中GPS-RTK技术就在地形测量中得到了很好地运用，尤其是在水下地形测量这种难度比较大的的测量中发挥了至关重要的作用，有效提高了水下地形测量的准确度和工作效率，给测量工作带来了极大方便。下面就对GPS-RTK技术及其在水库水下地形测量中的运用做一个简单介绍。

1.GPS-RTK技术简介

GPS-RTK技术是GPS和RTK技术的结合，GPS为我们熟知就是全球定位系统，RTK是REAL TIME KINEMATIC的简称，即实时动态差分测量。这项技术集GPS定位技术、计算机技术、无线电技术、数字通讯技术等科技于一体。这种技术可以实现高效定位，在一些较大难度的测量中可以充分显现优势。GPS主要靠卫星定位，其组成部分主要有地面监控系统和空间卫星群两部分组成，GPS的空间卫星群由24颗卫星组成，每个卫星覆盖一部分区域，最终形成了对全球的覆盖。地面监控系统主要负责接收和处理卫星传播来的信息和数据。 RTK技术是载波相位差分技术，其主要用来处理两个测站载波相位的观测量的差分，主要工作是把基准站采集到的载波相位传送给移动站，它可以进行快速运算，对相关数据进行实时运算和传输，在数据传输上具有强抗干扰性和比较高的可靠性。

2.GPS-RTK技术的特点

GPS-RTK技术具备有以往的地形测量技术不曾有的特点。首先GPS-RTK技术的一个特点就是测量准确性高，在传统的水下地形测量中采取的基本方法是极坐标定位法，这样的测量方法需要专人进行定时读水尺记录，同时还会受到通视及地球曲率的影响，测量结果会出现比较大的误差。GPS-RTK技术可以有效提高测量的准确度，其在基本工作条件满足的情况下平面精度和高程精度的测量可以达到厘米级，在实际测量时平面精度和高程精度是衡量测量准确度的基本指标，在GPS-RTK工作中，由于有全方位卫星的覆盖，在一定测量范围内其可以接收到五颗以上卫星传送的数据，极大提高了测量平面精度。在高程精度方面，GPS-RTK技术可以将误差控制在20mm之内，如果接收卫星更多一点，误差可以降至更低。

GPS-RTK技术的另一个特点是测量效率高，传统的地形测量中需要设置多个控制点并且还要不断移动测量仪器，测量效率低，测量人员的工作量也很大，而运用GPS-RTK技术可以极大提高测量效率，在一般情况下，RTK一次设站可以完成4Km半径的区域的测量，几秒钟的时间即可获得一个点的坐标，操作人员上只需一人操作即可。这项技术测量速度主要受接收卫星的质量和数量以及RTK数据链传输质量等因素影响，这些因素只要符合要求一般在几十秒的时间即可完成初始化，使测量速度有效加快。

受干扰因素少和操作方便也是其一个显著特点。传统的测量方法在对两点进行测试时需要有良好的光学通视条件，同时还会受气候、能见度、季节等因素影响，如果能见度低，传统的测量方法则不能很好展开工作，并且测量准确度也会受影响，有着较多的受限条件。GPS-RTK技术只对电磁波环境有着较高要求，只要在电磁波正常的情况下即可工作，较少受外界其他因素影响。GPS-RTK技术使用操作起来方便，数据处理上也具有高效性，RTK技术在工作中集成化和自动化程度高，测绘功能较强，在没有人工干预的情况下也可以实现多种测绘功能。这种技术在工作时测量人员可以实时获得测量结果坐标，对数据的分析转换速度也快，有效减少了人工劳动量，节约了人力。

3.GPS-RTK技术在水库水下地形测量中的应用

水库水下地形测量具有测量难度大的特点，采用传统的方法测量，会受水库周围天气、地形的影响，测量准确度不高，在上边介绍到的GPS-RTK技术中其所受限制因素较少，所以其在水库水下地形测量中就可以很好地发挥作用。

首先是测量仪器的配置，测量仪器主要由三部分组成，分别是流动站载体设备、基准站设备、软件设备，具体仪器包括双频GPS RTK接收机、测量船接收机、天线盘、成图软件、电台、三角架等，这些测量设备准备好，并且放置在相应位置，接下来便可进行水下地形实际测量操作。

其次展开测量的一系列步骤，先需要在整个水库测区布置GPS控制网，在实际测量时根据水库实际大小决定所用GPS-RTK流动站和基准站的数量。在测量工作中可以通过一台中海达测深仪进行水库水深的测量，并且利用导航软件进行定位和导航，从而获取水库深度的数据。对水库高程的测量应当加以使用全站仪，为了确保水面高程测量的准确性可以把导航然间水面高程测量结果、全站仪水面高程测量结果以及GPS-RTK所获得的水面高程数据进行对比，尽量缩小误差，使测量准确度更高。在测量过程中还应当注意潮对测量造成的影响，要定时对潮位进行测量，保障水面高程的准确性。另外在测量过程中，为了确保最终的测量结果的准确性，还需要做好一系列保障工作，要保证基准站坐标的精确度，还要保证坐标转换参数的精确度，测量环境避开功率大的无线电环境，防止电磁波对相关信息数据造成的干扰。

一系列测量及数据采集完成后就要进行数据的输入与处理，把相关数据输入计算机中，利用成图软件完成制图工作，通过一系列的编辑加工、再处理，最后输出水下地形图并且打印，形成纸质版，完成后交付相关单位。

结束语

GPS-RTK技术做为一项比较新的测量技术凭借其强大的优势已经在地形测量领域得到了很好的运用，尤其是在一些测量难度大、作业环境差的条件下对测量工作起到了关键作用。对于这项技术可以进行不断推广，扩大其适用面，使其在测量领域发挥更大的作用，为我国的经济建设服务。

参考文献：

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