水利工程測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用

周易成

(齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

隨著新一代衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)的發(fā)展，以RTK技術(shù)為代表的水利工程測(cè)量新技術(shù)迅速普及。應(yīng)明確RTK技術(shù)原理，重視RTK技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，將其系統(tǒng)、全面地應(yīng)用于水利工程測(cè)量工作中。

1 RTK技術(shù)原理

RTK技術(shù)也稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)，是利用GPS衛(wèi)星、測(cè)量站與采集設(shè)備的載波通信，以相位差的形式進(jìn)行測(cè)量，在計(jì)算相位差的基礎(chǔ)上解算采集點(diǎn)坐標(biāo)的技術(shù)。RTK技術(shù)以數(shù)據(jù)鏈和布控網(wǎng)等方式獲取采集點(diǎn)各種不同類型、不同內(nèi)容的地理信息資料，接收設(shè)備具有數(shù)據(jù)解析、載波接受的實(shí)時(shí)處理加工功能，在復(fù)雜區(qū)域和惡劣環(huán)境中可以采用多個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)的方式獲取目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)和信息，達(dá)到精確觀測(cè)、實(shí)時(shí)測(cè)量、高效調(diào)查的目標(biāo)。

2 RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的價(jià)值

2.1 提高水利工程測(cè)量工作效率

RTK技術(shù)使平臺(tái)的采集設(shè)備和測(cè)量工具可以在10±5 km的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確定位和精準(zhǔn)測(cè)量，相較于傳統(tǒng)水利工程測(cè)量方式，實(shí)現(xiàn)了普通地形的自動(dòng)化觀測(cè)以及特殊區(qū)域的準(zhǔn)確測(cè)量，大大降低了測(cè)量工作中人力投入和財(cái)力支出，不但有效降低了水利工程測(cè)量的勞動(dòng)量，還能在單位時(shí)間內(nèi)取得更為精準(zhǔn)、更為全面的工程測(cè)量信息，形成了高質(zhì)量、高效率的工作新模式。

RTK技術(shù)采用基礎(chǔ)的測(cè)量設(shè)備和采集儀器，具有操作簡(jiǎn)便、功能多樣、處理能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，不但可以擴(kuò)大工作范圍和界限，還可以在測(cè)量過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)解析，融合5G技術(shù)的RTK平臺(tái)將具有更大的信息加工優(yōu)勢(shì)，提升工作效率，降低水利工程測(cè)量成本。

2.2 降低工程測(cè)量作業(yè)條件的客觀要求

水利工程建設(shè)中，對(duì)地質(zhì)復(fù)雜、地形多變、環(huán)境惡劣的區(qū)域有著重點(diǎn)測(cè)量的客觀需求，應(yīng)用RTK技術(shù)可以通過優(yōu)化測(cè)量站、重構(gòu)采集路徑、調(diào)整控制點(diǎn)、強(qiáng)化通信等手段，達(dá)到對(duì)特殊區(qū)域的精確覆蓋，這使得水利工程測(cè)量工作的作業(yè)條件和要求大幅度下降，消除了傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)中各種安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)，在構(gòu)建以RTK技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工程測(cè)量工作模式的同時(shí)，建立數(shù)字化、自動(dòng)化平臺(tái)。

2.3 提高水利工程測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度

RTK技術(shù)是基于衛(wèi)星通信、載波測(cè)量、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)的綜合型技術(shù)，不但可以大大拓展設(shè)備的使用范圍，也簡(jiǎn)化了工程測(cè)量的流程和環(huán)節(jié)，特別是在地勢(shì)條件復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣的情況下，應(yīng)用RTK技術(shù)可以大大降低意外事件和安全事故的發(fā)生率，確保操作精度，為水利工程建設(shè)提供更為精確、全面的資源保障。

3 RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中的應(yīng)用

3.1 在河道地形圖測(cè)量中的應(yīng)用

水利工程測(cè)量工作中，河道地形圖制作是一項(xiàng)重要內(nèi)容。RTK技術(shù)的逐步成熟和深入應(yīng)用為河道地形圖測(cè)量工作開辟了新空間。利用RTK技術(shù)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、采集設(shè)備、通信設(shè)備、定位設(shè)備的整合，通過實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)觀測(cè)、定位、加工的一體化。在RTK技術(shù)軟件的支持下，可以進(jìn)行河道地形信息處理，得到真實(shí)、客觀的河道地形圖，為水利工程建設(shè)和決策提供高質(zhì)量、高精度的參考。

3.2 在目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)加密測(cè)量中的應(yīng)用

水利工程測(cè)量要求對(duì)目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)的加密測(cè)量，這是水利工程建設(shè)的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)水利工程經(jīng)濟(jì)、安全目標(biāo)的基礎(chǔ)。特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)和復(fù)雜山區(qū)進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)加密測(cè)量時(shí)，利用RTK技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低測(cè)距設(shè)備誤差，提升信息采集準(zhǔn)確性，降低目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)加密測(cè)量項(xiàng)目成本和支出，提升測(cè)量精度，獲取目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)更為全面、專業(yè)的圖像，為水利工程的開展和建設(shè)提供支持和保障。

3.3 在水利數(shù)字化地形圖測(cè)量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)和相關(guān)測(cè)量平臺(tái)能夠快速進(jìn)行地形布控和界址點(diǎn)定位，使工作人員能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地掌握地形坐標(biāo)結(jié)果，賦予測(cè)量更多的信息屬性，使地形圖具有較好的通用性和適應(yīng)性。數(shù)字化地形圖測(cè)量和成圖過程中，可以利用RTK技術(shù)軟件將地形信息以圖形、斑塊、曲線的方式加以呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)功能化處理和結(jié)構(gòu)化加工，將其轉(zhuǎn)化為高分辨率、數(shù)字化的地形圖成果，提升水利工程測(cè)量工作的直觀性，為水利工程建設(shè)奠定信息資料基礎(chǔ)。

4 解決RTK技術(shù)應(yīng)用問題的措施

4.1 衛(wèi)星情況問題的處理

RTK技術(shù)的基礎(chǔ)是GPS衛(wèi)星信息的感知，只有獲取更多、更準(zhǔn)確的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，才能為RTK測(cè)量工作提供高精度、高質(zhì)量的信息。但在RTK技術(shù)應(yīng)用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)量不足、項(xiàng)目區(qū)域覆蓋不良、建筑物遮擋、地形地勢(shì)限制等問題，需要測(cè)量人員進(jìn)行調(diào)整、處理和優(yōu)化。要做好衛(wèi)星預(yù)告工作，結(jié)合星歷預(yù)測(cè)提前布控RTK設(shè)備和測(cè)量路徑，防止目標(biāo)區(qū)域衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量不佳而影響RTK技術(shù)設(shè)備的使用。要結(jié)合地形、地勢(shì)、環(huán)境、建筑物特點(diǎn)確定基點(diǎn)站和通信方式等關(guān)鍵內(nèi)容，確保特殊區(qū)域、特殊情況下衛(wèi)星的通視，提升RTK設(shè)備信息和數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性。

4.2 RTK信號(hào)問題的解決

受作業(yè)半徑、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、高大建筑物等因素的影響，RTK技術(shù)應(yīng)用過程中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)加工受限、電磁波干擾等問題，導(dǎo)致RTK設(shè)備難于實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)收集、加工和處理，出現(xiàn)測(cè)量穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性不高等缺陷。應(yīng)調(diào)整RTK設(shè)備和平臺(tái)的信號(hào)通路，消除地理因素、城市環(huán)境等方面產(chǎn)生的電磁雜波對(duì)RTK信號(hào)的干擾，必要時(shí)可采取分布式方法加密RTK通信，確保信息采集的準(zhǔn)確性和全面性。應(yīng)在信號(hào)不良區(qū)域采取針對(duì)性的方式提升數(shù)據(jù)精確性，通過增加RTK設(shè)備校驗(yàn)次數(shù)、重復(fù)項(xiàng)目測(cè)量等方式，保障RTK系統(tǒng)獲得更為準(zhǔn)確的信息和數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

隨著生產(chǎn)力的提升和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備和現(xiàn)代化測(cè)繪方法應(yīng)用于水利工程建設(shè)中。應(yīng)以RTK技術(shù)應(yīng)用為平臺(tái)，建立水利工程體系和平臺(tái)，規(guī)范化、系統(tǒng)化地進(jìn)行定位、測(cè)繪、制圖、加工等工作，使RTK技術(shù)成為水利工程建設(shè)的新載體，充分發(fā)揮RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建水利工程測(cè)量工作新模式。