GPS網絡RTK技術在內河航道測量的應用

唐明

對傳統的內河航道測量進行分析可知，其大都以基于全站儀的三角導線、測距導線測量以及利用交會法進行水深測量的方式來完成航道測量工作，在投入大量的人力和物力的同時也難以確保較高的工作效益。GPS網絡RTK技術的產生和發展有效解決了傳統內河航道測量的投入大、效率低問題。因此，本文著重對GPS網絡RTK技術在內河航道測量中的應用予以探究，旨在為提高內河航道測量的工作效率和確保航道測量結果的準確性提供參考。

GPS網絡RTK技術工作原理

GPS網絡RTK技術，即GPS的載波相位差分技術，是對兩個測量占的載波相位觀測兩予以測量的一種差分方法。通常，GPS網絡RTK測量系統由GPS接收設備、數據傳輸系統以及實施動態測量的軟件新系統共同構成，利用GPS網絡RTK技術（系統）能夠對測站點在制定坐標系當中所對應的三維定位結果予以精確獲取，其定位精度大達到厘米級。GPS網絡RTK技術工作原理如圖1所示，具體分析如下：在基準站上安置一臺GPS接收機，并與載體，即移動站及其基站處安置另一臺或幾臺GPS接收機使其同時對同一時間、同一GPS衛星所發射的信號予以接收，而后，將基于基準站測得的觀測值同當前已知位置信息予以對比，進而獲得GPS的差分改正值。最后，利用無線電數據鏈電臺將得到的這一改正值傳至共視衛星移動站，實現對GPS觀測值的精化處理，獲得準確的移動實時位置。

GPS網絡RTK技術在某內河航道測量中的實際應用

工程概況。某航道始建于2005年，原屬于三級航道，后因其所在地區發展需要，以二級航道標準對其進行整治，在整治過程中，需要完成修復護岸以及土方疏浚等有關工作，據航道整治的負責單位統計，本次需要整治的河道里程為69.14km，整治后的河道應滿足水深4.0m、駁岸段航道的最小航寬、最小底寬與最小口寬分別為73m、58m和108m，相應的航道最小彎曲半徑為536m，且這一航道在整治結束后，其通航條件將得到顯著改善，且至少能夠承載2000t級的船舶。在測量方面，該航道整治工程需要完成對航道的全程地形測量以及水位觀測和平面控制工作，此外，還包括水深測量等。航道整治負責部門以《水運工程測量規范》為依據，將測量比例尺定為1：2000，進而展開測量。據航道整治負責人透漏，該航道測量的工期為90個工作日，在此期間，需要完成對航道3krn2水域面積的測量和30kmz地形面積的測量。在設備投入方面，共投入了雙頻GPS接收機18臺，其標稱動、靜態精分別達到了10ram+lppm和5mm+lppm，單其中，移動站和基站分別為6臺和3臺，另配有2臺經緯儀、3臺筆記本電腦和1臺測深儀。

平面控制測量。在對目標航道進行整治的過程中，從測區河道的實際情況出發，并在對《水運工程測量規范》和上級部門制定的航道整治標準予以全面考量的基礎上，以D級GPS網作為航道測量中平面控制測量的首級控制網，且以8km為單位間隔在航道兩岸設置一對D級點，在布置完成后，測區當中共存在D級GPS網3段，對于各D級GPS網交界處的公共邊以聯測為主，避免重復測量。

碎部地形測量。選取GPS網絡RTK技術與全站儀相結合的方式來開展目標航道的碎部地形測量工作，并開展航道地形與水深測量的同步作業，在各側段均設置2組全站儀組和1組RTK組。需要說明的是，目標航道因岸堤處并無遮擋，故可由水邊線測至兩岸的大堤頂來完成航道的地形測量，具體測量方法如下：將3臺基準站分別設置在屋頂以及水閘頂與航道邊的小山頂處的D級點處，而后，將對移動展行初始化操作，以與其臨近的已知控制點為依據對高程異常和相應的坐標轉換參數予以計算，在此基礎上，對碎部點的坐標予以測量。需要說明的是，在對碎部點坐標進行測量時，應保證每一碎部點均應持續觀測2min以上，并以手薄機將觀測到的數據予以儲存，隨即繪制草圖。最后，在結束外部作業后，以所觀測到的數據為依據，對目標航道的地形圖予以繪制。

航道水深測量。將GPS網絡RTK技術與全站儀結合，不僅能夠借助電子計算機完成水深斷面線的設置工作，而且也為水深點的采集與航道水深測量的成圖提供了較大便利，對于提高航道水深測量的自動化水平具有重要作用。GPS網絡RTK技術的應用確保了水上與水深定位的同步性，在確保GPS天線和測深儀換能器處于同一位置的基礎上，有效提高了目標航道水深測量的效率與精度。根據航道整治工作負責單位統計，在引入GPS網絡的RTK技術后，航道河面的基準站數據傳播距離已達到了14.5km，一方面，有效節約了傳統航道測量過程中因搬運全站儀而浪費的時間；另一方面，也有效減輕了工作人員的勞動強度，即對于一艘測探艇而言，只需配備2人即可，其中，一人駕駛測探艇，另一人操作計算機開展水深測量工作，從而確保目標航道測量的日均水域面積在3.8krn2以上，有效提高了人員的勞動效率。

本文通過對GPS網絡RTK技術的工作原理進行分析，進而以始建于2005年的某三級航道為例，分別從平面控制測量、跟碎部地形測量和航道水深測量三方面對該航道向二級航道整治過程中GPS網絡RTK技術的應用做出了系統探究。研究結果表明，GPS網絡RTK技術在該航道測量中的應用能夠有效提高測量精度和測量效率。未來，應進一步加大對GPS網絡RTK技術在航道測量中的應用力度，為促進我國航道事業的健康、穩定發展提供可靠的技術保障。

（作者單位：廣西壯族自治區南寧航道管理局）endprint