GPS-RTK测量技术在工程测绘中的应用

萧钊炜

随着科学水平的不断提升，可以通过设备来确定控制点后开展测定，在传统水利工程测绘工作中，要求控制点之间能够通视，实际执行中会耗费大量的人力物力，且测绘结果的精准度不高，现已不满足发展建设的要求。GPS-RTK技术被广泛地应用在了测绘领域，测量的应用现如今已逐渐成熟，已延伸出实时动态测量技术，进而帮助水利工程测绘工作不断完善。

1 GPS-RTK测量技术概述

1.1 技术简介

就传统的GPS测量工作来说，在数据获取后计算得到精度较高结果，差分定位可以在获取数据的同时，得到实时的厘米级精度的数据，以流动信息处理站接收GPS数据，结果可以达到厘米级精度，避免数据传递出现困难和误差。RTK是实时测量技术的一个重大突破，以载波相位为传播介质，由接收站、数据流、移动接收站等三大部分组成，以此接受由基站传输的坐标数据，将三维坐标和运动姿态实时传递，提高移动站点的计算精度。为了解决技术应用问题，将RTK测绘技术与GPS技术相结合，通过GPS系统得到准确传递，解决RTK技术传输数据这一致命缺陷，保证GPS-RTK测量技术合理应用。

1.2 技术特点

GPS-RTK技术在应用程序及流程上非常方便简便，在测绘中具有高效率、高精准度等优点，且RTK技术不需要多人操作，在实际应用中可以将其分为静态处理、动态处理等类型，避免因数据精准度不达标出现返工的情况。GPS-RTK技术根本上还是一种定位技术，水利工程建设中，利用传统技术进行测绘会延误工程施工期限，在发生障碍物失锁障碍时快速重新获取卫星数据，现已被广泛应用在水利工程测绘中。同时，测绘结合GPS-RTK技术则可以保证数据精确到毫米级与厘米级，在处理数据之后可以实时校对，一个人就可以完成所有测绘工作，且可以避免数据出现误差，有效避免意外情况的发生。

1.3 技术作用

随着科学技术的不断发展，我国水利测绘现已逐渐转变，在复杂的水文及气候条件下正常进行，结合无线数据传输技术接收GPS信号，实现实时的人机交互，使我国水利测绘精度不断提高。同时，现如今水利工程测绘现已应用了航空遥感、GPS等现代化仪器，保证GPS-RTK技术核心在于载波相位技术，通过基准点接收卫星测绘数据，能够精准到毫米级和厘米级，将被测目标的三维坐标一次性的确定下来，使相关技术可以得到广泛的应用。同时，利用GPS-RTK技术可大大缩短获取数据的时间，进而避免因数据测量不准确而出现返工的情况。

2 GPS-RTK技术在工程测绘中的应用优势

2.1 作业要求低

在水利工程建设中，通过用户端内置组件接收数据，应用传统测绘技术完成工作，结合GPS-RTK技术高效完成相关工作，最终计算出精度非常高的三维坐标。GPS-RTK技术在实际应用中的作业要求较低，对数据实时修正处理建立起GPS基准网，从而实时完成动态测量检测，有效降低工作的难度和成本，最终达到较高的精确度，整体实施效果才能够更加理想。

2.2 定位精度高

利用RTK技术所获得的测绘数据，在完成测绘工作时要申请受监管的区域CORS服务，独立测量并采集控制点数据，通过CORS网络发送差分信息，而测绘资质单位需要向当地相关部门申请。RTK是基于VRS理论的系统技术，可以在区域内建立网状覆盖GPS基准站，通过控制点实测在作业范围内完成工作，从而不断信息提高测绘准确度，根据周围参考站了解虚拟观测值，提高测绘的精准度。

2.3 自动化程度高

多年来，经济与科学技术的全面发展让各类测绘技术应运而生，测绘技术在城市规划中得到了广泛应用和前所未有的提升。基准站会通过GPS接收机获取数据信号，采用网络RTK技术的CORS服务完成垂直定位，实现“傻瓜式”操作，对公路的地形图进行测量和设计，避免因为人工失误而导致的计算误差，非专业测绘人员也很容易上手。在水利工程建设中，需要将资源合理利用，全面了解地形、地质、水文条件，快速完成数据导入，降低测绘成本。

2.4 作业效率高

利用RTK技术能够完成数据勘测工作，可全面对比分析几项测绘技术，利用先进设备技术完成测绘，明确规划工作核心要点及发展方向，随着经济水平和科学技术的不断发展，GPS控制网精度为达到预期目标，要求运用关键技术进行创新，通过地理信息系统合理应用，有效落实规划与管理，使点与点之间通视，GPS-RTK系统可以实时基线进行解算，最后转换形成流动站格网坐标，减少测量仪器应用的次数，体现出该技术的优越性和先进性，准确避免测绘失误耽误进度。

3 水利工程测绘工作的重要意义

水利工程开工前要全面了解各类条件，但传统的水利测绘会消耗大量的人力、物力，且测绘体系较为复杂，在测绘工程中测绘质量得不到保证，而大力推行GPS-RTK 技术有着精度高、工程周期短、劳动强度低的优点，确定一个合理的水利资源利用方案，保证信息的观赏性与直观性，这对水利工程顺利竣工有着极其重要的现实意义。同时，为了能够进一步降低测绘工作人员的工作强度，需要将GPS-RTK技术与网络技术联合使用，借助终端设备完成相关操作与记录数据，不仅要降低测绘工作组织协调难度，且需要降低水利工程建设的成本，严格遵守各项规章制度，提升测绘质量与效率，以此作为水利工程生产安全的基础。

GPS-RTK 技术对于工程建设有着基础性的指导作用，且在水利工程测绘中发挥着显著优势，工程测绘建设时必须了解水利工程开采时的地质情况，并以此为基础提前编制好说明书，利用电子设备完成数据分析，从制度和流程上简化工作，获得精准测绘信息数据，将编制好的地质说明书提供给地质部门，促进工程整体效益提升，从根本上保证水利工程的质量。在测绘过程中也需要贯穿水利工程设计、施工及生产全过程，不断提高工程水利工程质量，用实际数据对比各种测绘的优势与劣势，以此提供给相关部门数据参考，为后续生产施工提供意见，从而进一步提高水利工程建设效率，从而缩短工程建设周期。

4 工程测绘中影响GPS-RTK技术的因素

GPS-RTK技术的测量结果符合标准，但由于受到测量仪器的测量误差，电离层的一些外界因素干扰，为水利工程测绘中的广泛应用提供参考。

4.1 受卫星状况影响

GPS-RTK的核心在于全球定位系统，但系统的研发时间较早，测量出现信号可能出现延迟，为了降低卫星信号情况测量影响，在盲区时段需要了解区域的卫星信号，以此进一步加快信号接收速度。

4.2 受电离层影响

GPS-RTK技术在实际应用中可能会受到电离层影响，在12：00～13：40时间段要避开辐射最强的时间段，在受到外界干扰后测量精度整体较低。在选择控制点时，要求视野应当足够广阔，施工区位置的相关点位要尽可能选择易施工处，以此保证最终检测结果的准确度。

4.3 受外部条件影响

水利工程测量通视条件取决于外部信号，如存在干扰情况则GPS-RTK测量数据会不断降低，为了减小通视条件对测量精度的影响，需要选择较为空旷的区域，以免对信号产生干扰，否则就得不偿失了。实践中为了能够有效获得工程测量结果，需要收集计算的坐标系转换参数，从而提高施工测量坐标的测量精度。

5 GPS-RTK测量技术在工程测绘中的要点分析

随着科学技术的发展，水利工程测量的手段也越来越丰富和简便，GPS-RTK技术的不断成熟和进步，以此获得高精准度的位置信息。

5.1 优化测量精度

20世纪50年代、60年代建立的国家基础控制点，在进行水利工程测量作业时，应用GPS-RTK技术可以提高三维坐标精度，有效提高测量的精准度，决绝通视的问题，以此使工程顺利实施得到保障。应用在水利工程测量中，可以省略地网中的传算点、过渡点的测量工作，最终提高测量的精度，为测绘发展奠定基础。

5.2 扩大测量范围

当前我国经济的迅速发展，为使GPS技术的应用越来越广泛，需要融入红外测距仪有效减少工作量，且可以将其应用在沿基准站较少的地区，进而提高技术的应用效果。如每台流动站只需要一人，需要将每个环节连接为地勘测量节省时间，提高其在实际应用中的可能性，从而使结果更加可靠。

5.3 结合情况测量

GPS-RTK技术的误差处理可以因地制宜，且有着高度集成的特性，在基准站建立时应选择在位置较高的地方，要求发射天线架设在GPS接收机的北方，以高精度的三维坐标为基础，避免测绘受到高频信号的干扰。为防止数据链丢失，需要确认周围无信号反射物，并将南北极卫星空洞区加以考虑，且发射距离不宜超过10 km，且由于其多为窄带状结构，从而保证工程后续能够顺利实施。

5.4 合理选择测点

在水利工程测绘的前期阶段，实际应用中要求参与计算的已知点的距离应适当，保证点距越小观测的有效区域就越小，在基准站安全的前提下进行单人操作，必须根据卫星星历和作业实践，适当延长观测时间和观测次数，改善传统施工现场安全管理模式的不足，将误差范围缩小。同时，应考虑与传统的作业方法相结合的方法进行测量，应用中需要确定四个精度均等的已知点，有效解决水下地形测量的难点，从而不断提高水利工程建设效果。

6 GPS-RTK测量技术在工程测绘中的应用策略

6.1 在水利测量中的应用

6.1.1 加密控制点测量

水下地形测量较为困难，为将GPS-RTK技术合理应用，需要借助六分仪、三杆分度仪进行完善，保证加密控制点测量的准确性，同时需要配合全站仪进行优化，避免出现测绘数据误差问题。

6.1.2 水下地形测量

随着GPS-RTK技术的良好发展，为快速完成测绘地形图，通过计算机和探测设备的有效结合，在水下地形测量中合理应用GPS技术，有效解决地形测量的难点，为后续水利施工奠定基础。同时，需要建立地理信息系统，以此不断减少水下地形的工作量，为后续深度数据的获取提供更多可能性。

6.1.3 施工放样测量

RTK应用在水利工程的测绘工作中，需要根据不同GIS平台的需求完成施工放样，以流动站所在的坐标为基准，最终完成施工放量测量工作，根据现场地形的实际情况实时测量，高效完成施工放量工作。同时，需要利用地形图对目标点进行确定，将“三防”设置的属性融入，在采集地形图过程中选择相关模型，最终完成水利工程施工测绘数据处理的相关工作。

6.2 测量参数采集

6.2.1 高速测绘

水利工程测绘中需要顺利完成整个测量工作，在明确测绘位置后可以保证参数采集的准确度，如利用GPS-RTK技术开展相关工作，则可以避免测量过程中出现误差。在实际执行过程中，借助设备测量完善卫星信号调节，以此不断提升测量速度与质量，利用这类方式保证水利工程建设的整体质量。

6.2.2 快速采集

GPS-RTK技术需要根据计算机系统完成采集，根据地形情况构建完整的地理信息模型，充分利用该项技术强大的输出功能，最终将测绘出来的结果绘制地图，提高数据获取的准确性。同时，测绘区域的监控柯通过遥感技术来完成，测量时需要做好工程数据采集工作，通过分析后将采集到的数据合理应用。

6.2.3 高效分析

GPS-RTK技术需要结合实际情况对收集到的数据根据特点进行分类，在应用过程中，必须要保证参数与周边环境保持高度一致，将交通、环境等因素充分考虑，根据分类数据完成相应数据的分析，从而为下一步的施工提供依据。

6.3 水利测绘质量管理

6.3.1 设备质量管理

设备安全隐患排查工作十分重要，要合理考虑设备工作环境，针对处理突发设备故障处理方案，定期开展演练工作及时控制设备，针对各类突发故障设定应急措施，从而提升工程建设质量与效率。同时，制度是发挥各类技术效果的基础，实际执行过程中需要对设备质量管理加大关注，以此制定出切实可行的安全隐患预案制度，从而进一步提高设备的整体运行质量。

6.3.2 现场安全管理

水利工程测绘时需要优化现场安全管理，全面落实监管人与监管措施，做好设备批准后避免出现偏差，建设中各类参数必须由监理单位进行相应的备案处理，从而强化现场安全管理工作。同时，需要合理运用PDCA循环模式，改善传统施工现场安全管理模式，具体落实过程中要对各类参数及时纠偏，从而不断提升现场管理质量，以此避免出现水利工程测绘问题。

6.3.3 组织控制工作

水利工程需要结合具体的施工技术要求，严格参照实际情况开展相关工作，且在审核过程中需要及时发现图纸中存在的问题，做好组织管理工作，施工过程中对相关问题妥善处理，最终结合实际情况对施工组织进行优化，通过规范化控制保证水利工程的整体施工质量，且一旦出现问题需要及时进行干预控制，特殊位置施工则需要进一步加大关注力度，避免建设后出现问题。

6.4 河道地形工作应用

在水利测绘工作内容中，河道地形图测量中可借助测深仪等设备对水下情况进行测绘，在指定位置不断移动，对加密点地选择获取数据，绘制出将区域的地形图。同时，需要设置地高等级三角点，最终得出水利工程的相关参数。

6.5 水利土地规划与管理

6.5.1 土地调查

土地调查能够绘制农业土地地形图，进一步完善附属信息，结合土地的位置信息掌握实际情况，实现对农业和管理的人力物力，将遥感技术应用到调查中，对农业土地的相关信息进行确定，避免水利工程建设过程中出现资源浪费情况。

6.5.2 规划设计

运用GPS 可获取农业土地电子地图，GPS-RTK技术能够为水利工程规划设计提供数据资料，通过遥感技术获得信息数据资料，改变现阶段工程测绘工作的格局，解决测绘工作中的难题。水利区域土地管理的重要工作，GPS-RTK技术能够进一步完善规划设计，准确获取土地相关信息，保证规划设计的适用性。

6.6 数字地形图测量技术

GPS-RTK作为新兴的一种测绘技术，在数字化测绘下需要融入实际情况进行优化，为了保证水利工程建设的整体质量，可使用信号中继站保证数据传递，不断完善GPS-RTK技术，在相关测绘工作开展中要反哺数字化测绘工作，必须确保GPSRTK测绘技术的作业具体和覆盖范围，将移动基站的作业半径控制在10km内，为后续地形测量提供思路和方法，有效降低了测绘成本。为了能够提高测绘精度，需要进一步提高GPS-RTK技术的数据的流通性，尽可能保证天线呈垂直状态的精度，借助数据库对所有信息统筹应用，以此为水利工程建设提供保障。

7 结语

水利设施是我国基础建设的重要组成部分，在实际工程建设中必须要结合区域情况合理规划，而将GPS-RTK技术融入水利工程中则可以提高各类参数获取的准确度，了解当前建设区域的地下水位、地质情况、环境情况等，通过水利工程实际情况选择合适的测量方法，提高测绘效率和测绘质量，推动我国测量行业快速发展。在实际工作中，为了能够提高工程测量质量与效率，需要结合多种测绘技术辅助手段开展相关工作，积极吸取前人的经验，以GPS-RTK测绘技术等先进技术为主，结合当地的实际情况减少测绘误差，不断加强对于技术人员的培训，保证相关人员能够合理应用该技术，为后续水利工程竣工提供数据保证。