水利工程测量的RTK技术应用分析

2021-09-10汪华

科技研究 2021年11期

摘要：近年来，我国水利工程的建设受约于复杂地质条件以及地形条件，传统的测量方法会加重测量成本的增加，因此为满足测量要求，RTK测量技术应运而生。本文主要概述RTK技术的原理及优势，分析其在水利测量工程中的具体应用。

关键词：RTK技术;水利工程;测量;应用分析

一、RTK基本原理

RTK技术隶属于GPS测量技术，其包含多个数据链、基准站接收机以及流动站接收机。数据链负责获取数据;基准站接收机接受和分析数据;流动站接收机收集以及记录复杂地区测量信息。RTK技术工作原理为：工作人员在基站上安装GPS接收机，观测卫星获取数据传输至流动观测站，进而计算准确的地点（坐标位置）。

二、水利测量工程对RTK技术的应用

（一）测量河道地形图

小平板仪、大平板仪以及全站仪机器所开展的传统的测量方法在水利工程地形图的测量中，逐渐呈现出测量时间长、测量结果不准确、测量范围有限等多种弊端。革新传统测量方法需要运用RTK技术，该项技术测量时间短，同时具有较高的测量精度，不需要耗费大量的人力物力，便可获得与河道地形实际情况相符的地形图。操作步骤为：用笔记本电脑连接仪器，以便定位测量点位置获取数据并传输至电脑，运用电脑当中的软件处理数据便可获得数字化地形图[1]。

（二）测量加密控制点

RTK技术应用于偏远山区水利工程可以在15km的范围内精准设置三个以上的测控点。测量加密控制点运用传统的距仪导线和三角网方式设置控制点，不仅设置有难度，也会造成人力资源的大量消耗，而RTK技术却可以免受外界环境干扰，保证设置精确度。

（三）测量数字化地形图

RTK技术可通过电脑操控寻找测量点位置进行定位，并将获取的坐标结果回传电脑进行分析。地形测量一方面需要参考当地的地形地势，另一方面也需要结合数据采集功能，将所得的地形点数据转化为图形，汇总为数字化测量地形图。

（四）RTK配合测深仪进行水域断面测量

测量水域断面需参考地形图进行实地勘测，根据所测得各个断面基点的3维坐标的数据输入计算机，通过内业处理设计河道断面的位置基点的平面坐标、高程参数以及航线。如数据有偏差，则可进行补测。当所有数据校验无误之后，运用专业处理软件进行绘制，方可得到各航段断面图形[2]。

三、RTK在作业中容易出现的问题及解决措施

（一）受限于卫星状况

在使用RTK测量技术时，卫星可以为测区提供精准的测量数值。但是当遇到高山峡谷等特殊地区，卫星无法全面覆盖信号接受程度差，会直接影响RTK 技术测量数据。为规避此类现象，一方面可以在测量中辅助星历预告，另一方面也可以错开信号不好的时间段解决受限问题，为提升测量精确度，也可以重复测量或者是增加校核的次数。

（二）受限于数据链传输干扰

数据链可传输RTK测量数据，但传输经常被较高的建筑物阻挡，再加之其他高频电流源的干扰，导致传输中断。为保证传输的通畅性，可以在海拔较高的区域设置基准站等设备，不仅可以降低其他物体的阻碍率，同时也可顺畅传输。

（三）受限于环境

电流是RTK 技术传播的主要方式，不同时间段会呈现出不同的空气稀薄程度。一般在上午11 点之前或是下午3 点以后可不受环境干扰，实现精准测量。而中午时间段，少量公用卫星运行再加之受电力隔离层阻碍，所测数据不够完整也会呈现不同的测量效果[3]。

四、参考案例概述

（一）工程概况

本文当中所参考的是安徽省黄山市歙县石潭水电站工程，整个工程有蓄水工建筑物（拦水坝）、引水建筑物（隧洞）和发电厂房，引水隧洞4500米，线路需穿过密集的建筑物以及山区。该地区降水量丰富，多年平均降水量约1700-1800毫米，主汛期为5-7月，湍急的水流严重阻碍地形图测量工作。

（二）确定转换参数

1954年北京坐标系统与现有的WGS84 GPS坐标系统有较大出入，因此需要进行参数转换。本次工程地形图的测控点选取安徽省地理信息测绘局所提供的安徽省C级GPS网成果中的4个已知点。4个已知点周围已经全部覆盖整个测区。运用两套坐标值转换参数控制点便可获得转换参数[4]。

（三）RTK测量步骤

安装基准站与已知点上并设置流动站保持与基准站相同的工作模式，开展地形图测量工作，但前提是需要获取固定解满足测量精度要求。

（四）精度分析