水利工程測量的RTK技術應用分析

摘要：近年來，我國水利工程的建設受約于復雜地質條件以及地形條件，傳統的測量方法會加重測量成本的增加，因此為滿足測量要求，RTK測量技術應運而生。本文主要概述RTK技術的原理及優勢，分析其在水利測量工程中的具體應用。

關鍵詞：RTK技術;水利工程;測量;應用分析

一、RTK基本原理

RTK技術隸屬于GPS測量技術，其包含多個數據鏈、基準站接收機以及流動站接收機。數據鏈負責獲取數據;基準站接收機接受和分析數據;流動站接收機收集以及記錄復雜地區測量信息。RTK技術工作原理為：工作人員在基站上安裝GPS接收機，觀測衛星獲取數據傳輸至流動觀測站，進而計算準確的地點（坐標位置）。

二、水利測量工程對RTK技術的應用

（一）測量河道地形圖

小平板儀、大平板儀以及全站儀機器所開展的傳統的測量方法在水利工程地形圖的測量中，逐漸呈現出測量時間長、測量結果不準確、測量范圍有限等多種弊端。革新傳統測量方法需要運用RTK技術，該項技術測量時間短，同時具有較高的測量精度，不需要耗費大量的人力物力，便可獲得與河道地形實際情況相符的地形圖。操作步驟為：用筆記本電腦連接儀器，以便定位測量點位置獲取數據并傳輸至電腦，運用電腦當中的軟件處理數據便可獲得數字化地形圖[1]。

（二）測量加密控制點

RTK技術應用于偏遠山區水利工程可以在15km的范圍內精準設置三個以上的測控點。測量加密控制點運用傳統的距儀導線和三角網方式設置控制點，不僅設置有難度，也會造成人力資源的大量消耗，而RTK技術卻可以免受外界環境干擾，保證設置精確度。

（三）測量數字化地形圖

RTK技術可通過電腦操控尋找測量點位置進行定位，并將獲取的坐標結果回傳電腦進行分析。地形測量一方面需要參考當地的地形地勢，另一方面也需要結合數據采集功能，將所得的地形點數據轉化為圖形，匯總為數字化測量地形圖。

（四）RTK配合測深儀進行水域斷面測量

測量水域斷面需參考地形圖進行實地勘測，根據所測得各個斷面基點的3維坐標的數據輸入計算機，通過內業處理設計河道斷面的位置基點的平面坐標、高程參數以及航線。如數據有偏差，則可進行補測。當所有數據校驗無誤之后，運用專業處理軟件進行繪制，方可得到各航段斷面圖形[2]。

三、RTK在作業中容易出現的問題及解決措施

（一）受限于衛星狀況

在使用RTK測量技術時，衛星可以為測區提供精準的測量數值。但是當遇到高山峽谷等特殊地區，衛星無法全面覆蓋信號接受程度差，會直接影響RTK 技術測量數據。為規避此類現象，一方面可以在測量中輔助星歷預告，另一方面也可以錯開信號不好的時間段解決受限問題，為提升測量精確度，也可以重復測量或者是增加校核的次數。

（二）受限于數據鏈傳輸干擾

數據鏈可傳輸RTK測量數據，但傳輸經常被較高的建筑物阻擋，再加之其他高頻電流源的干擾，導致傳輸中斷。為保證傳輸的通暢性，可以在海拔較高的區域設置基準站等設備，不僅可以降低其他物體的阻礙率，同時也可順暢傳輸。

（三）受限于環境

電流是RTK 技術傳播的主要方式，不同時間段會呈現出不同的空氣稀薄程度。一般在上午11 點之前或是下午3 點以后可不受環境干擾，實現精準測量。而中午時間段，少量公用衛星運行再加之受電力隔離層阻礙，所測數據不夠完整也會呈現不同的測量效果[3]。

四、參考案例概述

（一）工程概況

本文當中所參考的是安徽省黃山市歙縣石潭水電站工程，整個工程有蓄水工建筑物（攔水壩）、引水建筑物（隧洞）和發電廠房，引水隧洞4500米，線路需穿過密集的建筑物以及山區。該地區降水量豐富，多年平均降水量約1700-1800毫米，主汛期為5-7月，湍急的水流嚴重阻礙地形圖測量工作。

（二）確定轉換參數

1954年北京坐標系統與現有的WGS84 GPS坐標系統有較大出入，因此需要進行參數轉換。本次工程地形圖的測控點選取安徽省地理信息測繪局所提供的安徽省C級GPS網成果中的4個已知點。4個已知點周圍已經全部覆蓋整個測區。運用兩套坐標值轉換參數控制點便可獲得轉換參數[4]。

（三）RTK測量步驟

安裝基準站與已知點上并設置流動站保持與基準站相同的工作模式，開展地形圖測量工作，但前提是需要獲取固定解滿足測量精度要求。

（四）精度分析

下表一便是部分測量坐標和已知點坐標所測得的測量數據比較。再結合下表二RTK測量坐標與全站儀測量坐標比較表，可以看出無論是與已知點的坐標較差還是與全站儀觀測坐標較差，RTK測量皆低于相關測量規范要求。因此總的來說，RTK技術測量精度不僅具有較高的測量精度，同時也符合工程測量精度要求[5]。

五、結論

綜上所述，在水利工程當中應用RTK測量技術，可為我國水利事業的發展保駕護航。該測量技術獨有的實時性、嚴謹性及高效性，已遠超其它軟件技術。且所測的數據精確有效，不需要耗費大量人力資源成本，因此在未來我國水利事業的發展，還需要與RTK測量技術相互扶持，共同進步。

參考文獻：

[1]符忠帥.3S測量技術在水利工程測量中的研究應用[J].中國新技術新產品，2010 （08）.

[2]閆界華.淺談RTK在測量中的廣泛應用[I]，山西建筑，2011（27）.

[3]黃良，饒蟬RTK測量技術在基礎控制測量的應用與體會[J].中國勘察設計，2010 （09）.

[4]閆志剛，張兆龍，趙曉虎.GPS RTK 作業模式原理及其實用技術[J].四川測繪，2001，24（2）：66～69.

[5]伍小華，揚玉光，張世越.GPS實時動態RTK測量技術及在水庫測量中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011 （24）.

作者簡介：

汪華（1968年3月—），男，漢族，安徽歙縣人，大專學歷，工程師，黃山市歙縣水利局，研究方向：水利水電工程測量、水利工程建設管理