GPS RTK配合電子經緯儀在航道測量中的應用

解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬

（長江航道測量中心）

GPS RTK配合電子經緯儀在航道測量中的應用

解遜 熊杰 催穎 魏江東 吳嬌 張雪鵬

（長江航道測量中心）

GPS定位技術的進步與發展，并憑借其高效、準確、可靠等優勢廣泛應用于現代航帶測量中，同時GPS RTK測量技術也依靠其高精度、高實用性能，改變了傳統的航道測量方式，提高了航道測量的效率和精度，有效節約了測量時間，推動航道測量步入了全新的時代。本文結合工程實例，對GPS RTK配合電子經緯儀在航道測量中的應用進行分析。

GPS；RTK；電子經緯儀；航道測量

傳統航道測量運用三角導線、全站儀測距導線、交會法等為主要的測量方式，測量效率低、進度慢，并且人力、物力、時間的耗費大。然而GPS測繪技術的發展與RTK技術的興起，為航道工程測量提供了全新的發展契機，RTK即實時動態定位，其測量精度可達到20mm＋2ppm，該技術的水下地形測量中的應用，不僅避免了航道測量過程中對時間的浪費，并在很大程度上提高了航道測量的精確度與可靠度。在實際的航道工程測量中，利用電子經緯儀與GPS RTK相配合，可以在花費極少，但是精度極高的情況下完成航道測量，進一步保障航道測量的精確與高效。

1 GPS RTK技術與電子經緯儀

GPS技術由地面檢測站、空間衛星、用戶設備構成，可全天性、實時性、連續性的進行導航定位，為用戶提供三維坐標。RTK（實時動態定位）是基于載波相位觀測的實時差分技術，以無線數據通訊的建立保障實時動態測量。RTK技術的工作原理為選取高定位精度的控制點為基準點，架設接收機為參考站，連續觀測衛星，接收機一方面接收衛星信號，另一方面借助無線電傳送設備對觀測數據進行接收，并通過藍牙與流動站和電腦相連，再利用相對定位原理計算出流動站的測量精度，顯示出三維坐標，RTK技術可測量碎部地形點。

普通經緯儀利用內置度盤對角度進行測量，在讀數顯微鏡中會顯示出角度值，讀數時易產生誤差。而電子經緯儀為光學電子儀器，利用電子度盤測量角度，在屏幕中讀取數據，這種儀器簡單輕便，直接在顯示屏讀取數據，直觀準確。電子經緯儀的工作原理為，架設測量儀器，測量角度與距離對測量點的位置和高程進行確定，圖版、花桿結合電子經緯儀可測量碎部地形點。

2 GPS RTK配合電子經緯儀在實際航道測量中的應用

2.1 工程概況

2010年10月澮河祁縣船閘通航，但祁縣閘與南坪閘間19km的航道長期以來不同航，此航段需按照四級航道要求進行整治，才能容許500t級船舶通航。該航道測量是對該河段的平面與高程控制、水位觀測、地形與水深測量等，以1：20000為其測量比例尺，以CAD建模成圖，以GPS-C為首級平面控制，測量方式為沿河道布設GPS導線點及圖根點，兩岸陸域地形為200m，測量面積10km2，水深測量面積2km2，工期為30個工作日。測量設備為6臺雙頻GPS接收機，2臺電腦、2臺電子經緯儀、1臺測深儀、多套測量成圖軟件。

2.2 平面控制測量

結合測區自身特點及航道施工定位、驗收及維護工作的實際要求，在河道中每隔5km架設兩個GPS點，測量過程中，架設1臺靜態GPS置于已知點上，架設2臺在未知點上，按照這種形式測量其他已知點。同步觀測時間應多于45min，已符合GPS測量要求。最后通過GPS測算軟件計算得出平差結果符合規范要求。

2.3 碎部地形測量

地形測量時，200m的地形范圍包括陡坎線至河道水邊線，其中的地形點較多，另外，澮河兩邊樹林繁密，因此，應利用RTK結合電子經緯儀的方式進行測量。測量過程中可在附近高點架設起基準站，在已知控制點對移動站進行校正，進而獲取校正參數。在測站點上架設電子經緯儀，對碎部點花桿進行測讀，獲得距離、高程、角度等相應數據，工作人員將其記錄在電腦上，對這些數據進行整理計算后得出各碎部點坐標，再由繪圖人員將坐標各點繪制到圖紙上，同時標注高程，參照現場實際繪制出等高線及地物輪廓圖。結束外業之后，由內業工作人員將所測坐標繪制到繪圖軟件中，參照現場測圖將地形勾繪出來，電子航道地形圖由此產生。

2.4 航道水深測量

水深測量利用SED-28型測深儀結合RTK技術，首先進行碎部地形測量，進行RTK校正，獲取校正參數，在測深桿上方放置GPS移動站，并將測深儀線路連接好，然后，將測深軟件打開，在其中錄入校正參數，即可開展水深測量。航道測量過程中，澮河河段基準站數據鏈可達到4～5km的傳播范圍，縮短了傳統交會測量中花費在經緯儀前方的搬站時間。只需在1艘測深艇上配備1名駕駛員和1人進行電腦操作即可，1d時間便可完成4km2測量面積。降低了航道測量作業的勞動強度，緩解了作業時的緊張情緒，提高了測量工作效率，使傳統水深測量實現了全新的轉變。

3 結語

綜上，平面定位測量時，RTK技術的測量精度較為穩定，其自動記錄與實時測量技術將會在水深測量及碎部測量中凸顯更大的作用。而電子經緯儀作為成熟的電子測量儀器也在碎部測量方面呈現了積極的主導作用。在實際航道尤其是野外測量中，RTK配合電子經緯儀更加快捷有效的解決了測量問題，不僅提高了工作質量與效率，也在很大程度上降低了作業成本。GPS技術的日益精進會促使GPS RTK技術在航道測量中擁有更加廣闊的應用范圍。

[1]程晉紅.GPS RTK配合電子經緯儀在航道測量中的應用探討[J].科技風，2010（14）.

[2]張紅軍.GPS RTK定位技術在航道測量中的應用[J].中國水運（下半月），2011（04）.

[3]張旭巍.GPS RTK測繪技術在航道測量中的精度分析及實踐研究[J].中國水運（下半月），2009（01）.

P228.4

A

1004-7344（2016）09-0180-01

2016-3-10

解 遜（1965-），男，湖北武漢人。