RTK技術在珠江三角洲水資源配置工程鉆孔放樣測量中的應用

周馬魁

摘 要：隨著中國國民經濟的快速發展和科學技術的迅速發展，RTK技術在大多數測量任務中發揮著重要作用，并被大多數領域所采用。本文簡要介紹了RT K技術的基本原理和發展方向。地質鉆探和放樣作業過程以珠江三角洲水資源配置項目的鉆井和放樣測量為例。介紹了使用該技術進行測量的過程，以測量數據為例進行分析，在水資源分配項目中獲得RTK技術準確性的影響和優勢。

關鍵詞：RTK技術 鉆孔施工 放樣測量 工程應用

1.引言

RTK目前廣泛用于電力、高速公路和鐵路的勘測、設計和施工。 高速公路建設前的地質調查和放樣測量，地質鉆探位置的放樣是地質勘探的基礎。 由于RTK是基于載波相位觀測的實時差分測量的動態定位技術，因此可以在測量過程中實時獲得三維坐標（平面坐標和高程），測量精度可達到厘米級，這使其成為道路鉆探和放樣測量應用的重要技術。

2.RTK原理簡介

RTK代表實時動態，是一種使用基于載波的測距并提供比通過基于代碼的定位更精確的數量級的范圍（因此位置）的技術。RTK技術很復雜?；靖拍钍菧p少和消除基站和流動站對常見的錯誤。RTK用于需要更高精度的應用，例如厘米級定位，高達1 cm + 1 ppm精度。在非?；镜母拍钏缴?，通過確定衛星和流動站之間的載波周期數，然后將該數乘以載波波長來計算范圍。計算的范圍仍然包括衛星時鐘和星歷表以及電離層和對流層延遲等來源的誤差。為了消除這些誤差并利用基于載波的測量的精度，RTK性能要求測量從基站傳輸到流動站。需要一個稱為“模糊度解析”的復雜過程來確定整個周期的數量。盡管是一個復雜的過程，高精度GNSS接收器幾乎可以立即解決模糊問題。有關模糊度的簡要說明，請參閱本章前面的GNSS測量 - 代碼和載波相位精度部分。有關模糊度解析的更多信息，請參閱本書后面的參考資料。使用包含模糊度分辨率和差分校正的算法確定其位置。與DGNSS一樣，流動站可實現的位置精度尤其取決于其與基站的距離（稱為“基線”）和差分校正的準確性。校正與基站的已知位置和基站衛星觀測的質量一樣準確。站點選擇對于最小化干擾和多徑等環境影響非常重要，基站和流動站接收器和天線的質量也是如此。RTK基于使用幾個間隔很大的永久站。根據實施方式，定期將來自永久站的定位數據傳送到中央處理站。根據RTK用戶終端的要求，RTK用戶終端將其大致位置發送到中心站，中心站計算校正信息或校正位置到RTK用戶終端。這種方法的好處是整體減少了所需的RTK基站數量。根據實現，數據可以通過蜂窩無線電鏈路或其他無線介質傳輸。

3.RTK技術在珠江三角洲水資源配置工程鉆孔放樣測量中應用

3.1工程概況

珠江三角洲水資源配置工程是指從珠江三角洲河網區西部的西江水系向東引水至珠江三角洲東部，主要供水目標是廣州市南沙區、深圳市和東莞市的缺水地區，解決東部地區城市長遠用水問題。工程受水區是廣州市南沙區、深圳市、東莞市所轄范圍，行政區總面積5228km2，其中廣州市南沙區（南沙新區）803km2，深圳市1953km2，東莞市2472km2。

輸水工程由一條干線、二條分干線、三座泵站、一座新建水庫和南沙支線組成。輸水主干線全長約90.3km，起點為西江干流鯉魚洲，經泵站加壓后，以雙線盾構隧洞，輸水至南沙新區交水點新建的高新沙水庫，線路長約41.0km；盾構隧洞以鋼筋砼管片承受外壓，內襯鋼管承受內水壓力。輸水流量為80m3/s的采用2條外徑6m盾構，內襯直徑4.8m鋼管；輸水流量為60m3/s 的采用1條外徑8.5m盾構，內襯直徑6.4m鋼管。穿山隧洞主要采用TBM掘進，部分采用鉆爆法開挖，襯砌采用鋼筋砼襯砌，內徑6.4m～8.0m。

3.2 RTK技術應用

偏遠地區的地形測量通常具有植被，限制了GPS的獨家使用以完成調查。在許多情況下，GPS用于在使用全站儀繼續調查之前建立控制。鑒于GPS參考站在附近（最多50公里）運行并發送RTK校正的距離限制，RTK GPS可用于建立控制點。要使用傳統技術完成此類調查，RTK GPS將用于測量一系列控制點。然后將這些坐標傳送到全站儀，并且新建立的控制點之一將用作全站儀設置位置，并且將向另一個新建立的控制點觀察后視。在移至后續點以完成調查之前，將從第一站觀察所有必要的細節點。如果在GPS控制建立之前進行全站儀測量，則需要額外的步驟。全站儀觀測需要在辦公室進行轉換，以便與GPS控制點兼容。利用GPS和全站儀技術的組合，這項調查將通過在方便的位置設置設備并確定坐標來進行。 RTK GPS。然后觀察到將要使用的第二個未知點，但尚未協調。在重新定位到第二點之前，將從當前位置觀察所有必要的細節。在第二點設置時，坐標由設備的RTK GPS確定。然后，該第二坐標的可用性允許系統自動更新從第一次設置做出的所有觀察。在回溯到第一個設置點之后，可以從所需坐標系中的第二個點觀察所有細節。在實時動態（RTK）是挖溝和表面礦工革命性的技術，使輸入開發自動控制機器對準和挖掘深度，與相關利益的綜合制導系統現場管理，機器性能和挖掘的精度。差分GNSS技術優于控制機器校準和/或挖掘深度的許多其他解決方案，例如：激光系統，樁柱，弦線和其他基本方法。在簡單的預設工作參數和操作員初始化之后，機器能夠自行執行挖掘，因此操作員的任務可以簡單地調查進度并檢查安全問題而不會產生壓力。

對于傳統的全站儀，開放導線容易出錯，并且關閉導線回到同一點可能需要兩倍的時間。遍歷是復雜且耗時的，尤其是在困難的地形中。一旦對該區域進行了控制，邊界測量可以通過遍歷地塊邊界并觀察邊界標記繼續進行?？梢允褂肎PS參考站數據，設備可以在靠近的任何方便位置進行設置。在用系統確定RTK GPS位置并觀察到另一個適當定位的點（已知或未知）的后視之后，可以對邊界標記進行觀察。然后可以將設備帶到下一個方便的位置繼續進行邊界測量。

越來越多公用事業的位置正以高精度協調，以更新空間數據庫。調查的功能包括檢修孔、蓋子、消防栓、水、氣和電的配電箱。這些功能通常位于建筑物和樹木覆蓋禁止獨家使用GPS來協調這些功能的位置。全站儀提供了捕捉公用設施的絕佳工具，但是，通?？刂泣c被交通和停放的車輛阻擋，因此渲染穿越必要。無論何時需要穿越，都需要進行仔細的偵察，這是非常耗時的。一旦遍歷到車站位置，全站儀將用于協調公用設施功能。通過組合GPS和全站儀技術，無需進行任何偵察。在任何方便的位置設置，使用RTK GPS確定站點坐標，并測量附近的所有功能。如果從當前位置看不到控制點，則用于后視的點被系統占用并與RTK GPS協調。所有測量都會自動更新。

為了使用組合的全站儀和GPS技術完成調查，使用了兩個儀器設置。在每次設置RTK時，進行GPS定位，并觀察一組左臉和右臉觀察到后視。在站003處，PM 227用作后視，在站002處，點003用作后視。由于障礙物，從點002看不到PM 227。該系統的一個明顯優勢是縮短了偵察所需的時間。為了便于比較計算，使用相同的站用于遍歷和組合的設備設置。聯合系統調查所需的偵察時間是橫向調查的一半，因為需要更少的設置和后視。如果能夠找到一個能夠完成地形測量的同時保持對控制點PM 227的可視性，則可以實現額外的時間節省。組合的全站儀和GPS設備一旦開啟就自動開始采集衛星并計算精確位置上。在地形測量期間觀察到兩次額外的點，一次是在常規導線的調查期間，另一次是從全站儀和GPS組合中觀察到的。 每個點在水平和垂直分量中提供小于15mm的坐標差異。 此額外檢查確認使用組合的全站儀和GPS儀器正確確定方向。

4.結束語

RTK技術較常規測量有明顯優勢，不僅能達到較高的定位精度，而且可以使測量一步到位，真正實現無紙化作業，減少不必要的工作量，降低人員成本，極大地提高了工作效率，在測量工作中必將會得到廣泛的應用。

參考文獻：

[1]閆界華.淺談RTK在測量中的廣泛應用[J].山西建筑，2011（27）：205-206.

[2]詹長根.地籍測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2001.

[3]李鳳堂.手持GPS在鉆孔放樣中的應用[J].測繪與空間地理信息，2013（09）：63-65.

[4]張正祿.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社.