RTK动态测量在水利工程测量中的应用研究

2019-01-23柴成海

智能城市 2019年22期

柴成海

（中国水利水电第四工程局有限公司勘测设计研究院，青海西宁 810000）

水利工程作为一项惠民工程，随着建筑技术体系的不断成熟，水利工程规模也在不断扩大。为了提升水利工程施工的有序性，施工单位需要做好前期的测量工作。RTK动态测量属于新类型的测量技术，但是该技术具备测量精准度高、操作简单、数据采集完整度高等优势，将其应用到水利工程测量当中，对提高水利工程施工速度有着积极的意义。

1 RTK动态测量作业原理

RTK技术在实际应用过程中，其可以分为基准站、流动站与数据链三部分。基准站是RTK技术应用的基础，主要用于接收或输出相应的数据信息，流动站是辅助基准站进行数据采集的站点，其分布位置相对灵活。数据链是进行数据信息整合的主要载体。该技术的主要应用原理是测量人员在测量过程中，将基准站接收机架设置在既定的坐标参考点上，同时将设备与GPS定位系统进行连接，使其可以准确获取到所需要的相关信息。包括该测量站点的基础坐标、伪距观测值、载波相位观测值、现阶段接收机的工作状态等，所有数据的传输都需要依托于数据链进行传输，流动站在接到相关数据信息之后，会对数据信息进行初始化操作，在完成周期性搜索之后，整个系统的运行情况开始进行动态作业。流动站在收到相关测量数据信息之后，会与GPS系统进行对接，获取到相应的载波相位数据，利用内差分处理进行模糊度分析，从而获取到准确的坐标数据信息。

2 RTK作业时需注意的问题

受到RTK作业情况的影响，在对测量数据信息进行转换操作时，需要对作业区域已知三个坐标点进行确定，利用相应的计算方法，对求解高程转换参数进行确定。为了提升测量结果的准确性，需要确保参与测量的基准点分布比较均匀，同时还可以覆盖到整个水利工程的作业区域。为了提高WGS-84坐标系与当地坐标系数学模型的拟合程度，进而提高待测点的精度，通常要联测尽可能多的已知点。转换参数的计算通常有两种方法：一是充分利用已有的GPS控制网资料，将多个已知点的WGS-84坐标与相应的当地坐标输入电子手簿中，利用内置软件，经平差解算出转换参数；二是将基准站架设在已知点或未知点上，流动站依次测量各已知点的WGS-84坐标，再将各已知点所对应的当地坐标系的平面坐标和高程输入手簿中进行点校正，剔除校正残差比较大的已知点，从而解算出两坐标系之间的转换参数。在作业时，基准站一般要选择在周围没有遮挡的开阔地方，以使基准站能够接收到尽可能多的GPS卫星信号；考虑到电磁波干扰及湖面、水面及建筑物等带来的多路径效应，基准站要远离无线电发射源、高压线及水面；为了增大基准站无线电有效的发射距离，要尽可能把基准站选在地势较高的地方，并稳定牢固架设，观测期间不能有轻微晃动，以免影响测量精度。

3 RTK动态测量在水利工程测量中的应用优势

3.1 测量精准度高

传统水利工程测量过程中，需要根据区域复杂程度适当分布控制测量点个数，由于测量点个数的增多，也增加了测量工作总量，提高了数据的容错率。RTK动态测量技术的应用，可以降低人为测量失误导致的相关问题，并且在RTK动态测量技术当中，可以利用基站与流动站对数据信息进行及时获取，有效提升了数据获取的准确性，同时还可以根据作业要求选择相应等级的测绘标准，为水利工程的后续施工提供坚实的数据支持[1]。

3.2 测量过程便捷度高

在传统水利工程测量的过程中，测量人员需要对区域全范围的数据进行测量，在完成基础数据采集工作之后，再对采集的数据信息进行汇总分析，以得出作业区域的基础地理信息。此类方法的工作效率较低，同时为了提升测量结果的准确性，需要应用较为复杂的工序对其进行测量，增加了数据采集的负担。RTK动态测量技术的应用，可以对作业区信息进行实时获取，同时该技术在应用过程中，其数据采集准确度非常高，因此可以将测量过程适当简化，以减少测量人员的工作总量，提高数据信息应用的整体价值。

3.3 自动化水平较高

水利工程在施工过程中，需要依托于众多的数据支持，以此来获取到准确的工程测量内容。RTK动态测量技术的应用可以有效提升技术应用的自动化测量水平，同时借助于信息化技术可以对信息进行快速处理，例如，依托于互联网技术发展的云计算技术和大数据处理技术，此类技术可以根据指令对采集数据进行针对性处理，有效提升数据信息的处理效率。并且考虑到所需要处理的数据信息总量较大，在对其进行处理时，可以借助云储存技术对数据信息进行保存，节省了硬件设备的应用空间。

4 RTK动态测量技术在水利工程测量中的应用

4.1 RTK平面控制测量

4.1.1 地形RTK测量

在水利工程建设过程中，考虑到水利工程建设区域在水域附近，因此在实际测量过程中，需要借助RTK技术对地形进行测量。在具体应用过程中，为了提升实际测量效果，可以在水利工程的中间区域设置中心控制基点，以此为基准进行其他基站的设置，相关测量点之间的间距保持在2.0～3.5 km之间，为了提升数据测量的准确性，可以在作业区内设置三个C级联测点与四个D级测量点，根据测量到的数据来转换测量参数。在测量过程中，可以将所有基站的中心线进行集中，同时测量的时间控制在1 min以内，采集不同时间段的观测数据，求取数据的平均观测值。

4.1.2 综合整治工程RTK测量

在水利工程测量过程中，综合整治工程也属于非常重要的应用内容。在对该工程进行RTK测量的过程中，一般都需要应用工程测量图，在初始测量的过程中，需要对地形图进行1：500地形图的绘制，在地形图中标注相应的控制测量点，并且可以选用相应的GPS测量点，为了提高实际的测量应用效果，在实际应用的过程中，需要对选取恰当的D级测量点进行测量，为了确保数据的准确性，需要对数据进行两次采集，从而有效提升测量结果的准确性。另外，在实际应用的过程中，还需要对坐标差值进行计算，若坐标之间的差值过大，则需要对坐标点进行重新筛选。

4.2 RTK高程测量

在水利工程建设的过程中，高程测量也属于非常重要的应用环节。在测量时，可以选择RTK控制点对工程进行对应等级的测量。完成数据采集之后，对测量的数据信息进行平差，平差的误差范围需要结合测量等级进行确定，例如，水利工程采用的测量标准为四等水准测量，那么每公里的误差范围应控制在4.5 mm以内，同时还需要将相关的数据信息进行综合分析，由此得出该区域的高程数值。与上述两种情况类似，在高程测量过程中，需要选取合适的测量基准点，以此为基准对其综合分析，结合以往水利工程的测量经验，相邻测量点之间的误差需要控制在小范围内，避免误差累积。