GPS-RTK測量技術在工程測繪中的應用

蕭釗煒

隨著科學水平的不斷提升，可以通過設備來確定控制點后開展測定，在傳統水利工程測繪工作中，要求控制點之間能夠通視，實際執行中會耗費大量的人力物力，且測繪結果的精準度不高，現已不滿足發展建設的要求。GPS-RTK技術被廣泛地應用在了測繪領域，測量的應用現如今已逐漸成熟，已延伸出實時動態測量技術，進而幫助水利工程測繪工作不斷完善。

1 GPS-RTK測量技術概述

1.1 技術簡介

就傳統的GPS測量工作來說，在數據獲取后計算得到精度較高結果，差分定位可以在獲取數據的同時，得到實時的厘米級精度的數據，以流動信息處理站接收GPS數據，結果可以達到厘米級精度，避免數據傳遞出現困難和誤差。RTK是實時測量技術的一個重大突破，以載波相位為傳播介質，由接收站、數據流、移動接收站等三大部分組成，以此接受由基站傳輸的坐標數據，將三維坐標和運動姿態實時傳遞，提高移動站點的計算精度。為了解決技術應用問題，將RTK測繪技術與GPS技術相結合，通過GPS系統得到準確傳遞，解決RTK技術傳輸數據這一致命缺陷，保證GPS-RTK測量技術合理應用。

1.2 技術特點

GPS-RTK技術在應用程序及流程上非常方便簡便，在測繪中具有高效率、高精準度等優點，且RTK技術不需要多人操作，在實際應用中可以將其分為靜態處理、動態處理等類型，避免因數據精準度不達標出現返工的情況。GPS-RTK技術根本上還是一種定位技術，水利工程建設中，利用傳統技術進行測繪會延誤工程施工期限，在發生障礙物失鎖障礙時快速重新獲取衛星數據，現已被廣泛應用在水利工程測繪中。同時，測繪結合GPS-RTK技術則可以保證數據精確到毫米級與厘米級，在處理數據之后可以實時校對，一個人就可以完成所有測繪工作，且可以避免數據出現誤差，有效避免意外情況的發生。

1.3 技術作用

隨著科學技術的不斷發展，我國水利測繪現已逐漸轉變，在復雜的水文及氣候條件下正常進行，結合無線數據傳輸技術接收GPS信號，實現實時的人機交互，使我國水利測繪精度不斷提高。同時，現如今水利工程測繪現已應用了航空遙感、GPS等現代化儀器，保證GPS-RTK技術核心在于載波相位技術，通過基準點接收衛星測繪數據，能夠精準到毫米級和厘米級，將被測目標的三維坐標一次性的確定下來，使相關技術可以得到廣泛的應用。同時，利用GPS-RTK技術可大大縮短獲取數據的時間，進而避免因數據測量不準確而出現返工的情況。

2 GPS-RTK技術在工程測繪中的應用優勢

2.1 作業要求低

在水利工程建設中，通過用戶端內置組件接收數據，應用傳統測繪技術完成工作，結合GPS-RTK技術高效完成相關工作，最終計算出精度非常高的三維坐標。GPS-RTK技術在實際應用中的作業要求較低，對數據實時修正處理建立起GPS基準網，從而實時完成動態測量檢測，有效降低工作的難度和成本，最終達到較高的精確度，整體實施效果才能夠更加理想。

2.2 定位精度高

利用RTK技術所獲得的測繪數據，在完成測繪工作時要申請受監管的區域CORS服務，獨立測量并采集控制點數據，通過CORS網絡發送差分信息，而測繪資質單位需要向當地相關部門申請。RTK是基于VRS理論的系統技術，可以在區域內建立網狀覆蓋GPS基準站，通過控制點實測在作業范圍內完成工作，從而不斷信息提高測繪準確度，根據周圍參考站了解虛擬觀測值，提高測繪的精準度。

2.3 自動化程度高

多年來，經濟與科學技術的全面發展讓各類測繪技術應運而生，測繪技術在城市規劃中得到了廣泛應用和前所未有的提升。基準站會通過GPS接收機獲取數據信號，采用網絡RTK技術的CORS服務完成垂直定位，實現“傻瓜式”操作，對公路的地形圖進行測量和設計，避免因為人工失誤而導致的計算誤差，非專業測繪人員也很容易上手。在水利工程建設中，需要將資源合理利用，全面了解地形、地質、水文條件，快速完成數據導入，降低測繪成本。

2.4 作業效率高

利用RTK技術能夠完成數據勘測工作，可全面對比分析幾項測繪技術，利用先進設備技術完成測繪，明確規劃工作核心要點及發展方向，隨著經濟水平和科學技術的不斷發展，GPS控制網精度為達到預期目標，要求運用關鍵技術進行創新，通過地理信息系統合理應用，有效落實規劃與管理，使點與點之間通視，GPS-RTK系統可以實時基線進行解算，最后轉換形成流動站格網坐標，減少測量儀器應用的次數，體現出該技術的優越性和先進性，準確避免測繪失誤耽誤進度。

3 水利工程測繪工作的重要意義

水利工程開工前要全面了解各類條件，但傳統的水利測繪會消耗大量的人力、物力，且測繪體系較為復雜，在測繪工程中測繪質量得不到保證，而大力推行GPS-RTK 技術有著精度高、工程周期短、勞動強度低的優點，確定一個合理的水利資源利用方案，保證信息的觀賞性與直觀性，這對水利工程順利竣工有著極其重要的現實意義。同時，為了能夠進一步降低測繪工作人員的工作強度，需要將GPS-RTK技術與網絡技術聯合使用，借助終端設備完成相關操作與記錄數據，不僅要降低測繪工作組織協調難度，且需要降低水利工程建設的成本，嚴格遵守各項規章制度，提升測繪質量與效率，以此作為水利工程生產安全的基礎。

GPS-RTK 技術對于工程建設有著基礎性的指導作用，且在水利工程測繪中發揮著顯著優勢，工程測繪建設時必須了解水利工程開采時的地質情況，并以此為基礎提前編制好說明書，利用電子設備完成數據分析，從制度和流程上簡化工作，獲得精準測繪信息數據，將編制好的地質說明書提供給地質部門，促進工程整體效益提升，從根本上保證水利工程的質量。在測繪過程中也需要貫穿水利工程設計、施工及生產全過程，不斷提高工程水利工程質量，用實際數據對比各種測繪的優勢與劣勢，以此提供給相關部門數據參考，為后續生產施工提供意見，從而進一步提高水利工程建設效率，從而縮短工程建設周期。

4 工程測繪中影響GPS-RTK技術的因素

GPS-RTK技術的測量結果符合標準，但由于受到測量儀器的測量誤差，電離層的一些外界因素干擾，為水利工程測繪中的廣泛應用提供參考。

4.1 受衛星狀況影響

GPS-RTK的核心在于全球定位系統，但系統的研發時間較早，測量出現信號可能出現延遲，為了降低衛星信號情況測量影響，在盲區時段需要了解區域的衛星信號，以此進一步加快信號接收速度。

4.2 受電離層影響

GPS-RTK技術在實際應用中可能會受到電離層影響，在12：00～13：40時間段要避開輻射最強的時間段，在受到外界干擾后測量精度整體較低。在選擇控制點時，要求視野應當足夠廣闊，施工區位置的相關點位要盡可能選擇易施工處，以此保證最終檢測結果的準確度。

4.3 受外部條件影響

水利工程測量通視條件取決于外部信號，如存在干擾情況則GPS-RTK測量數據會不斷降低，為了減小通視條件對測量精度的影響，需要選擇較為空曠的區域，以免對信號產生干擾，否則就得不償失了。實踐中為了能夠有效獲得工程測量結果，需要收集計算的坐標系轉換參數，從而提高施工測量坐標的測量精度。

5 GPS-RTK測量技術在工程測繪中的要點分析

隨著科學技術的發展，水利工程測量的手段也越來越豐富和簡便，GPS-RTK技術的不斷成熟和進步，以此獲得高精準度的位置信息。

5.1 優化測量精度

20世紀50年代、60年代建立的國家基礎控制點，在進行水利工程測量作業時，應用GPS-RTK技術可以提高三維坐標精度，有效提高測量的精準度，決絕通視的問題，以此使工程順利實施得到保障。應用在水利工程測量中，可以省略地網中的傳算點、過渡點的測量工作，最終提高測量的精度，為測繪發展奠定基礎。

5.2 擴大測量范圍

當前我國經濟的迅速發展，為使GPS技術的應用越來越廣泛，需要融入紅外測距儀有效減少工作量，且可以將其應用在沿基準站較少的地區，進而提高技術的應用效果。如每臺流動站只需要一人，需要將每個環節連接為地勘測量節省時間，提高其在實際應用中的可能性，從而使結果更加可靠。

5.3 結合情況測量

GPS-RTK技術的誤差處理可以因地制宜，且有著高度集成的特性，在基準站建立時應選擇在位置較高的地方，要求發射天線架設在GPS接收機的北方，以高精度的三維坐標為基礎，避免測繪受到高頻信號的干擾。為防止數據鏈丟失，需要確認周圍無信號反射物，并將南北極衛星空洞區加以考慮，且發射距離不宜超過10 km，且由于其多為窄帶狀結構，從而保證工程后續能夠順利實施。

5.4 合理選擇測點

在水利工程測繪的前期階段，實際應用中要求參與計算的已知點的距離應適當，保證點距越小觀測的有效區域就越小，在基準站安全的前提下進行單人操作，必須根據衛星星歷和作業實踐，適當延長觀測時間和觀測次數，改善傳統施工現場安全管理模式的不足，將誤差范圍縮小。同時，應考慮與傳統的作業方法相結合的方法進行測量，應用中需要確定四個精度均等的已知點，有效解決水下地形測量的難點，從而不斷提高水利工程建設效果。

6 GPS-RTK測量技術在工程測繪中的應用策略

6.1 在水利測量中的應用

6.1.1 加密控制點測量

水下地形測量較為困難，為將GPS-RTK技術合理應用，需要借助六分儀、三桿分度儀進行完善，保證加密控制點測量的準確性，同時需要配合全站儀進行優化，避免出現測繪數據誤差問題。

6.1.2 水下地形測量

隨著GPS-RTK技術的良好發展，為快速完成測繪地形圖，通過計算機和探測設備的有效結合，在水下地形測量中合理應用GPS技術，有效解決地形測量的難點，為后續水利施工奠定基礎。同時，需要建立地理信息系統，以此不斷減少水下地形的工作量，為后續深度數據的獲取提供更多可能性。

6.1.3 施工放樣測量

RTK應用在水利工程的測繪工作中，需要根據不同GIS平臺的需求完成施工放樣，以流動站所在的坐標為基準，最終完成施工放量測量工作，根據現場地形的實際情況實時測量，高效完成施工放量工作。同時，需要利用地形圖對目標點進行確定，將“三防”設置的屬性融入，在采集地形圖過程中選擇相關模型，最終完成水利工程施工測繪數據處理的相關工作。

6.2 測量參數采集

6.2.1 高速測繪

水利工程測繪中需要順利完成整個測量工作，在明確測繪位置后可以保證參數采集的準確度，如利用GPS-RTK技術開展相關工作，則可以避免測量過程中出現誤差。在實際執行過程中，借助設備測量完善衛星信號調節，以此不斷提升測量速度與質量，利用這類方式保證水利工程建設的整體質量。

6.2.2 快速采集

GPS-RTK技術需要根據計算機系統完成采集，根據地形情況構建完整的地理信息模型，充分利用該項技術強大的輸出功能，最終將測繪出來的結果繪制地圖，提高數據獲取的準確性。同時，測繪區域的監控柯通過遙感技術來完成，測量時需要做好工程數據采集工作，通過分析后將采集到的數據合理應用。

6.2.3 高效分析

GPS-RTK技術需要結合實際情況對收集到的數據根據特點進行分類，在應用過程中，必須要保證參數與周邊環境保持高度一致，將交通、環境等因素充分考慮，根據分類數據完成相應數據的分析，從而為下一步的施工提供依據。

6.3 水利測繪質量管理

6.3.1 設備質量管理

設備安全隱患排查工作十分重要，要合理考慮設備工作環境，針對處理突發設備故障處理方案，定期開展演練工作及時控制設備，針對各類突發故障設定應急措施，從而提升工程建設質量與效率。同時，制度是發揮各類技術效果的基礎，實際執行過程中需要對設備質量管理加大關注，以此制定出切實可行的安全隱患預案制度，從而進一步提高設備的整體運行質量。

6.3.2 現場安全管理

水利工程測繪時需要優化現場安全管理，全面落實監管人與監管措施，做好設備批準后避免出現偏差，建設中各類參數必須由監理單位進行相應的備案處理，從而強化現場安全管理工作。同時，需要合理運用PDCA循環模式，改善傳統施工現場安全管理模式，具體落實過程中要對各類參數及時糾偏，從而不斷提升現場管理質量，以此避免出現水利工程測繪問題。

6.3.3 組織控制工作

水利工程需要結合具體的施工技術要求，嚴格參照實際情況開展相關工作，且在審核過程中需要及時發現圖紙中存在的問題，做好組織管理工作，施工過程中對相關問題妥善處理，最終結合實際情況對施工組織進行優化，通過規范化控制保證水利工程的整體施工質量，且一旦出現問題需要及時進行干預控制，特殊位置施工則需要進一步加大關注力度，避免建設后出現問題。

6.4 河道地形工作應用

在水利測繪工作內容中，河道地形圖測量中可借助測深儀等設備對水下情況進行測繪，在指定位置不斷移動，對加密點地選擇獲取數據，繪制出將區域的地形圖。同時，需要設置地高等級三角點，最終得出水利工程的相關參數。

6.5 水利土地規劃與管理

6.5.1 土地調查

土地調查能夠繪制農業土地地形圖，進一步完善附屬信息，結合土地的位置信息掌握實際情況，實現對農業和管理的人力物力，將遙感技術應用到調查中，對農業土地的相關信息進行確定，避免水利工程建設過程中出現資源浪費情況。

6.5.2 規劃設計

運用GPS 可獲取農業土地電子地圖，GPS-RTK技術能夠為水利工程規劃設計提供數據資料，通過遙感技術獲得信息數據資料，改變現階段工程測繪工作的格局，解決測繪工作中的難題。水利區域土地管理的重要工作，GPS-RTK技術能夠進一步完善規劃設計，準確獲取土地相關信息，保證規劃設計的適用性。

6.6 數字地形圖測量技術

GPS-RTK作為新興的一種測繪技術，在數字化測繪下需要融入實際情況進行優化，為了保證水利工程建設的整體質量，可使用信號中繼站保證數據傳遞，不斷完善GPS-RTK技術，在相關測繪工作開展中要反哺數字化測繪工作，必須確保GPSRTK測繪技術的作業具體和覆蓋范圍，將移動基站的作業半徑控制在10km內，為后續地形測量提供思路和方法，有效降低了測繪成本。為了能夠提高測繪精度，需要進一步提高GPS-RTK技術的數據的流通性，盡可能保證天線呈垂直狀態的精度，借助數據庫對所有信息統籌應用，以此為水利工程建設提供保障。

7 結語

水利設施是我國基礎建設的重要組成部分，在實際工程建設中必須要結合區域情況合理規劃，而將GPS-RTK技術融入水利工程中則可以提高各類參數獲取的準確度，了解當前建設區域的地下水位、地質情況、環境情況等，通過水利工程實際情況選擇合適的測量方法，提高測繪效率和測繪質量，推動我國測量行業快速發展。在實際工作中，為了能夠提高工程測量質量與效率，需要結合多種測繪技術輔助手段開展相關工作，積極吸取前人的經驗，以GPS-RTK測繪技術等先進技術為主，結合當地的實際情況減少測繪誤差，不斷加強對于技術人員的培訓，保證相關人員能夠合理應用該技術，為后續水利工程竣工提供數據保證。