淺談GPS-RTK 定位技術(shù)在航道測量中的應用論文
隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，對航道測量提出了更高的要求，在傳統的航道測量工作中，主要是采用全站儀測距導線(xiàn)測量、三角導線(xiàn)測量、交會(huì )法水深測量等方法，需要投入很多的人力、物力，并且工作效益偏低，隨和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS 測繪定位技術(shù)應用到了航道測量工作中，不僅提升了測量準確性，也大大提高了工作效率，目前GPS- RTK定位儀組合被用于航道測量，突顯出了很大優(yōu)勢，想要更加合理的運用GPS- RTK定位儀組合，有必要進(jìn)一步探討GPS- RTK定位技術(shù)在航道測量中的應用。
1 工作原理
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK) 定位技術(shù)是GPS 測量技術(shù)的一個(gè)突破，RTK系統主要是由電腦手簿、流動(dòng)站、基準站組成，此外GPS- RTK定位系統想要實(shí)現動(dòng)態(tài)測量，必須要借助無(wú)線(xiàn)數據通訊，在實(shí)際測量過(guò)程中，首先要確定基準點(diǎn)，基準點(diǎn)通常選取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)，之后在基準點(diǎn)的位置上設置接收機，進(jìn)而構成參考站，然后對衛星實(shí)施連續觀(guān)測，流動(dòng)站上的接收機同時(shí)接收基準站觀(guān)測數據以及衛星信號，并且流動(dòng)站通過(guò)藍牙裝置與電腦手簿相連，最終依據相對定位原理，GPS- RTK定位系統就可以實(shí)時(shí)計算并顯示出流動(dòng)站的三維坐標。
2 GPS-RTK定位技術(shù)在某航道測量中的應用
2.1 實(shí)例介紹
某航道原本屬三級航道，之后由于發(fā)展需要，按照二級標準進(jìn)行整治，本次河道整治工程中需要完成土方疏浚、修復護岸等工作，需整治的河道里程共計69.836km，整治標準如下：設計水深4.0m，駁岸段航道最小航寬74m，最小底寬60m，最小口寬110m，最小彎曲半徑540m，該項整治工程完成后，該河段的通航條件會(huì )明顯改善，能夠通航2000 噸級的船舶。在航道整治工程中需要實(shí)施航道測量，本工程需要對69.836km 河道進(jìn)行全程的水位觀(guān)測、地形測量、平面控制、水深測量、高程控制等等，測量過(guò)程中采取CAD 制圖，測量比例尺1:2000，嚴格按照交通部頒布的《水運工程測量規范》(JTJ203- 2001)來(lái)實(shí)施測量，本次河道整治工程中，航道測量工作的工期為90 個(gè)工作日，需要進(jìn)行水深測量的水域面積總共3km2 左右，地形測量面積總共30km2 左右，共計投入雙頻GPS 接收機18 臺，其中包括移動(dòng)站6 臺，基站3 臺，靜態(tài)9 臺，雙頻GPS 接收機的標稱(chēng)動(dòng)態(tài)精度為10mm±1ppm，靜態(tài)精度為5mm±1ppm，另外投入手提電腦3 臺，電子經(jīng)緯儀2 臺，測深儀1 臺。本文在此以本次河道整治工程為例，分析GPS- RTK定位技術(shù)在航道測量中的應用。
2.2 平面控制測量
在本次航道整治工程中，按照測區河道的實(shí)際情況，再結合航道整治標準，最終平面控制的首級控制網(wǎng)采用D級GPS 網(wǎng)，每間隔8km在兩岸設置一對D級點(diǎn)，測區內共有3 段D級GPS 網(wǎng)，各網(wǎng)交接處的公共邊實(shí)施聯(lián)測。
2.3 碎部地形測量
地形測量過(guò)程中需要全面分析各方面因素，本次航道整治工程通過(guò)多方面因素綜合分析，最終決定將GPS- RTK和全站儀配合使用，地形測量與水深測量同步作業(yè)，每個(gè)側段設置全站儀組2 個(gè)，RTK組1 個(gè)。本次航道測量工程中，地形測量需要由水邊線(xiàn)測至兩岸大提頂，堤岸上無(wú)遮擋，對RTK組的測量工作比較有利，測量時(shí)在樓(屋) 頂、水閘頂、河邊小山頂上的D級點(diǎn)上設置基準站，之后初始化流動(dòng)站，通過(guò)附近的已知控制點(diǎn)來(lái)計算高程異常以及坐標轉換參數，然后測量碎部點(diǎn)的坐標，每個(gè)碎部點(diǎn)持續觀(guān)測2min，采用手簿機儲存觀(guān)測數據，現場(chǎng)繪制草圖，外部作業(yè)完成之后，依據觀(guān)測數據繪制地形圖。
另外在本次航道整治工程中，還需要對江邊的果園、橋梁、水閘、城鎮、碼頭、村莊等區域進(jìn)行地形測量，在這些區域的測量過(guò)程中，由于GPS 天線(xiàn)受到嚴重的遮擋，給RTK組的測量工作帶來(lái)很大不便，因此上述區域采用全站儀組來(lái)實(shí)施測量，首先RTK組在復雜地形中設置RTK控制點(diǎn)，之后全站儀組在RTK控制點(diǎn)上設置儀器，測量前嚴格核查定向站與對測站的坐標差，必要時(shí)重新測量圖根點(diǎn)。
2.4 航道水深測量
GPS- RTK定位技術(shù)的應用，提高了水深測量工作的自動(dòng)化水平，設置水深斷面線(xiàn)、采集水深點(diǎn)、成圖等各個(gè)環(huán)節，都可以通過(guò)電子計算機來(lái)完成，提高了水深測量工作的實(shí)際效率，此外在應用GPS- RTK定位技術(shù)之后，水上定位和水深定位就可以同步進(jìn)行，能夠保證測深儀換能器和GPS 天線(xiàn)處于相同位置，這樣一來(lái)，不僅提高了測量效率，還大大提高了水深測量的準確度。在傳統的航道測量方法中，往往需要多次搬移全站儀，導致測量效率很低，浪費了大量的時(shí)間和精力，而在本次航道整治工程中，基準站的數據鏈接傳播能夠達到15km，這樣一來(lái)，就可以避免搬移全站儀而浪費時(shí)間，只要一艘測探艇中配備2 人即可，其中1 人操作計算機，另一人駕駛測探艇，每天可以測量的水域面積高達4km2，并且工作人員的勞動(dòng)強度較低，可見(jiàn)GPS- RTK定位技術(shù)可以在節省人力的基礎上提高水深測量的效率。
3 應用RTK測量的注意事項
由于RTK測量無(wú)需面對誤差積累問(wèn)題，因此就測量精度而言，RTK測點(diǎn)精度能夠滿(mǎn)足碎部地形測量以及圖根控制的需求，不過(guò)也要認識到，RTK測量想要達到一級導線(xiàn)精度，還要采取一些其他措施，如何進(jìn)一步提升RTK定位系統的精度，是以后工作中研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。另外RTK測量的高程精度不是特別穩定，在本次航道整治工程中，有時(shí)測點(diǎn)高程偏差會(huì )比較明顯，因此在使用RTK測量時(shí)一定要注意這一問(wèn)題。本次航道整治工程采用全站儀對RTK測量結果進(jìn)行核查，結果顯示，RTK對碎部測量點(diǎn)高程、坐標的測量結果與全站儀測量結果相比，二者之差都在2~3cm 左右，由此可見(jiàn)，RTK對碎部測量點(diǎn)高程、坐標的測量結果比較可靠，但是一定要注意，在使用RTK測量時(shí)，應該做好與周?chē)噜忺c(diǎn)的校核，否則容易影響測量準確度。
4 總結
內河航道測量在社會(huì )發(fā)展中具有重要作用，如今各領(lǐng)域都在大力采用新技術(shù)，努力提高工作效率，在新的時(shí)代背景下，航道測量工作也勢必要運用現代化技術(shù)，提高測量效率和測量精度。GPS- RTK定位技術(shù)的應用，大大提高了航道測量工作的自動(dòng)化水平，不過(guò)必須要認識到，如何更加科學(xué)的運用GPS- RTK定位技術(shù)，還需要進(jìn)行深入的研究，這樣才能充分保證測量準確度，本文在此分析了GPS- RTK定位技術(shù)在航道測量中的應用，希望對相關(guān)工作有所裨益。
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