GPS—RTK技術在河道測量中的運用分析

安徽長江河道測繪研究院 241000

摘要：隨著工程建設進程的不斷深入，對測量技術提出了更高的測量要求，傳統的測量方法受作業環境和通視的限制，工作效率低。新的GPS-RTK測量技術，測量精度高、作業量小、工作效率高，被廣泛的應用于河道測量，本文講述了GPS-RTK測量技術的概念和特點，重點分析了GPS-RTK測量技術在河道測量中的應用。

關鍵詞：GPS-RTK技術；河道測量；GIS；河道沖淤

GPS-RTK技術是現代測量技術中高效率、高精度的測量技術之一，GPS-RTK技術通過流動站和基準站測量數據信息的接收以及分析處理來完成測量工作。GPS-RTK技術在地理測量和水利建設方面應用越來越廣泛，在河道斷面測量和河道地形圖的測量應用中，提高了工作效率，節省了工作時間，滿足了水利工程設計的要求，為水利部門快速精準的提供河道的決策依據和基礎測繪的資料。

一、GPS-RTK技術的概念和特點

1、GPS-RTK技術的概念

GPS-RTK技術是利用載波相位動態實時差分方法進行測繪和測量的新型技術。[1]該技術要求把RTK基站架設在測繪要求的已知點上，不斷發射無線電信號，根據測繪要求利用GPS接收機為流動站及時接收基站發出的信號，使流動站與基站構成基線，進行實時測繪。

2、GPS-RTK技術的特點

2.1GPS-RTK技術的自動集成化程度高，能夠降低人工操作的誤差率，有效保證測量的精確度；

2.2GPS-RTK技術的測量速度快，節省測量時間，滿足測量人員對測量精度空間信息的要求，提高野外作業的效率；

2.3GPS-RTK技術的測量工具安全可靠，定位誤差小，可以將數據精確到厘米。

二、GPS-RTK技術在河道測量中的應用

1、GPS-RTK技術在河道斷面測量的應用

1.1在已有地形圖上選取垂直于河道斷面的軸線的斷面位置，將位置線完整輸入GPS手薄中，包含首尾斷點的坐標，然后要進行實地測量。陸地部分測量時，在G PS手簿記錄位置實地采集數據點并記錄測點屬性，根據測量要求斷面點的采集密度要求應沿著河道的斷面線方向對每一個發生變化的地形點進行準確地測量，并保證測點間距滿足測量比例尺和技術設計要求。水下部分采用G PS-RTK技術配合測深桿、測繩、測深儀等進行水下三維點數據采集。對于水面寬闊水較深的河道，可以使用測深儀測出水深，對于較淺的河段采用測深桿進行水深測量。通過GPS-RTK獲取水面高程和平面位置，根據對應的水深值可求得水下地形點的高程。

1.2測量結束后要對測量數據進行檢驗，測量結果滿足精度要求，利用專業斷面圖繪圖軟件繪制河道斷面圖，并進行豬呢也的數據格式整理。斷面圖要反應斷面點的高程與平距的關系、斷面基點坐標、斷面線方位角、斷面點屬性、繪圖比例尺、斷面名稱等。

2、GPS-RTK技術在測量河道帶狀圖的應用

2.1在河道附近選擇合適的地方設立基準站，完成準備工作。水下地形圖測量可以采用RTK技術結合測深儀的方式對河道水下部分地形進行數據信息采集。陸地部分的測量可以收集測區內已有地形圖進行修測或全面實測，測量方法可直接利用R TK方法進行三維點采集，然后將現場采集的三維點信息導入地形圖成圖軟件中，按照國家規定的圖式要求進行地形繪制。

2.2在地形圖繪圖軟件中建立DTM三角網，根據圖面高程點生成DEM或根據數據文件生成DTM。刪除不需要參加高程建模的三角網，對符合地形特點的三角形進行重構，必要時加入山脊線、坎邊線、山谷線等地性線，保證D TM三角網與實際地形保持一致。

2.3繪制等高線時，需根據地形圖比例尺條件、地形類別參照水利測量規范設置擬合方式、等高距，然后，對生成的等高線根據實際地形情況進行手動修改，以滿足測量規范和測量技術要求。

2.4河道帶狀地形圖的測繪還需要對水利要素和水利參數進行實地測量并標注于地形圖上。繪制好的河道帶狀地形圖產品，應滿足《數字測繪成果質量檢查與驗收的規定》。

三、關于測量數據與GIS系統的融合

1、GIS系統的概述

地理信息系統（GIS）是以計算機為基礎的新興技術圍繞地理信息系統技術的研究和開發應用，形成了一門邊緣性、交叉性學科，是管理和研究空間數據的技術系統。在計算機軟硬件的支持下，地理信息系統可以按空間位置或地理坐標對空間數據進行各種處理，并有效的管理數據，研究各種空間實體以及空間實體的相互關系。該系統可以通過對眾多因素的綜合分析，迅速的獲得滿足應用蘇需要的信息，并以數據、圖形或地圖等形式表達處理的結果。

2、數據測量與GIS系統的融合

GPS衛星定位系統在野外采集數據，然后通過數據后處理軟件將采集的數據從GPS的接收機存儲單元傳輸到計算機上，相關軟件對數據進行簡單處理得到有效數據，將這些數據轉入GIS數據庫，GIS系統根據測量所需要的最終結果進行合理處理。

四、利用GIS系統對河道沖淤進行分析

利用GIS方法研究河道泥沙運動問題是一種大膽嘗試。GIS可以對泥沙輸移實現可視化和定量化，結合來水來沙等資料進行研究，更加科學和準確。該方法利用整個地形圖的全部地形信息，其對測圖的利用效率和數據采集的精度是斷面地形法無法比擬的。GIS方法具有強大空間分析能力和三維表達能力。整個計算過程，包括斷面分析、槽蓄量計算、三維表面生成、地圖數字化、沖淤變化分析可在一個系統內完成，提高了工作效率，并將河床變化定性描述進一步提高到定量表達的水平。該方法沖淤部位空間分析能力強、計算精度高、河道形態顯示直觀，具有河道沖淤的實踐意義和推廣價值。

GIS技術對河道沖淤變化的分析，在沖淤部位的空間、河道形態的顯示分析方面都有突出能力，進一步加強河流水沙數學模型和其他相關分析相結合，可實現對河勢河床演變時變特征的動態模擬和預測局部重點河段的河床演變趨勢，可以預測洪澇災害的崩岸區域，可以及時采取措施使河勢較好地得到控制，實現崩岸區域的實時預警，使河勢河床變化由定性描述提高到定量表達的水平，為防洪減災對策研究提供決策支持。隨著河道數字化測圖技術的發展和推廣、河道監測資料基本數據庫的建立，大量的地圖矢量化工作將得以減輕，基于GIS的河道沖淤變化分析方法將更具潛力。

結束語

GPS-RTK技術是目前測量最精確、應用效果最好的測量技術之一，測量精度比較高，并且能夠快速獲取三維坐標點信息。GPS-RTK技術測量過程中自動集成化程度高，操作步驟更加方便快捷，提高了測量工作的質量和效率。GPS-RTK技術在河道斷面的測量和河道帶狀圖的測量中廣泛應用。GPS-RTK技術因技術限制，在測量的過程中會受到障礙物的干擾。在高山峽谷區的河道測量中，GPS信號容易被高山遮擋，導致無法獲取準確固定值。但是隨著GPS-RTK技術的逐漸完善，多星導航技術的成熟發展，儀器設備將可以同時接收俄多國的導航信號并進行位置解算，G PS-RTK技術將會在今后測量工作尤其是河道測量中得到更廣泛的應用。

參考文獻：

[1]惠武權.GPS-RTK技術在河道測量中的應用[J].中國水運（下半月），2014，01：318-319.

[2]吳康.GPS RTK技術在水利工程測量中的應用研究[J].科技與企業，2014，18：130.

[3]周豐年，張志林，周才揚.DGPS RTK技術在河道測量中的應用[J].江蘇測繪，2000，03：22-25.

[4]杜玉河，孔紅梅.GPS-RTK技術在河道橫斷面測量中的新探索[J].山西建筑，2010，05：352-353.