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淺談GPS-RTK 定位技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用論文
隨著社會的不斷進(jìn)步，對航道測量提出了更高的要求，在傳統(tǒng)的航道測量工作中，主要是采用全站儀測距導(dǎo)線測量、三角導(dǎo)線測量、交會法水深測量等方法，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(yīng)用到了航道測量工作中，不僅提升了測量準(zhǔn)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(yùn)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(yīng)用。
1 工作原理
實時動態(tài)(RTK) 定位技術(shù)是GPS 測量技術(shù)的一個突破，RTK系統(tǒng)主要是由電腦手簿、流動站、基準(zhǔn)站組成，此外GPS- RTK定位系統(tǒng)想要實現(xiàn)動態(tài)測量，必須要借助無線數(shù)據(jù)通訊，在實際測量過程中，首先要確定基準(zhǔn)點，基準(zhǔn)點通常選取點位精度較高的首級控制點，之后在基準(zhǔn)點的位置上設(shè)置接收機(jī)，進(jìn)而構(gòu)成參考站，然后對衛(wèi)星實施連續(xù)觀測，流動站上的接收機(jī)同時接收基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星信號，并且流動站通過藍(lán)牙裝置與電腦手簿相連，最終依據(jù)相對定位原理，GPS- RTK定位系統(tǒng)就可以實時計算并顯示出流動站的三維坐標(biāo)。
2 GPS-RTK定位技術(shù)在某航道測量中的應(yīng)用
2.1 實例介紹
某航道原本屬三級航道，之后由于發(fā)展需要，按照二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整治，本次河道整治工程中需要完成土方疏浚、修復(fù)護(hù)岸等工作，需整治的河道里程共計69.836km，整治標(biāo)準(zhǔn)如下：設(shè)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施航道測量，本工程需要對69.836km 河道進(jìn)行全程的水位觀測、地形測量、平面控制、水深測量、高程控制等等，測量過程中采取CAD 制圖，測量比例尺1:2000，嚴(yán)格按照交通部頒布的《水運(yùn)工程測量規(guī)范》(JTJ203- 2001)來實施測量，本次河道整治工程中，航道測量工作的工期為90 個工作日，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(jī)18 臺，其中包括移動站6 臺，基站3 臺，靜態(tài)9 臺，雙頻GPS 接收機(jī)的標(biāo)稱動態(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(yīng)用。
2.2 平面控制測量
在本次航道整治工程中，按照測區(qū)河道的實際情況，再結(jié)合航道整治標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)置一對D級點，測區(qū)內(nèi)共有3 段D級GPS 網(wǎng)，各網(wǎng)交接處的公共邊實施聯(lián)測。
2.3 碎部地形測量
地形測量過程中需要全面分析各方面因素，本次航道整治工程通過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)，每個側(cè)段設(shè)置全站儀組2 個，RTK組1 個。本次航道測量工程中，地形測量需要由水邊線測至兩岸大提頂，堤岸上無遮擋，對RTK組的測量工作比較有利，測量時在樓(屋) 頂、水閘頂、河邊小山頂上的D級點上設(shè)置基準(zhǔn)站，之后初始化流動站，通過附近的已知控制點來計算高程異常以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后測量碎部點的坐標(biāo)，每個碎部點持續(xù)觀測2min，采用手簿機(jī)儲存觀測數(shù)據(jù)，現(xiàn)場繪制草圖，外部作業(yè)完成之后，依據(jù)觀測數(shù)據(jù)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(zhèn)、碼頭、村莊等區(qū)域進(jìn)行地形測量，在這些區(qū)域的測量過程中，由于GPS 天線受到嚴(yán)重的遮擋，給RTK組的測量工作帶來很大不便，因此上述區(qū)域采用全站儀組來實施測量，首先RTK組在復(fù)雜地形中設(shè)置RTK控制點，之后全站儀組在RTK控制點上設(shè)置儀器，測量前嚴(yán)格核查定向站與對測站的坐標(biāo)差，必要時重新測量圖根點。
2.4 航道水深測量
GPS- RTK定位技術(shù)的應(yīng)用，提高了水深測量工作的自動化水平，設(shè)置水深斷面線、采集水深點、成圖等各個環(huán)節(jié)，都可以通過電子計算機(jī)來完成，提高了水深測量工作的實際效率，此外在應(yīng)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 天線處于相同位置，這樣一來，不僅提高了測量效率，還大大提高了水深測量的準(zhǔn)確度。在傳統(tǒng)的航道測量方法中，往往需要多次搬移全站儀，導(dǎo)致測量效率很低，浪費(fèi)了大量的時間和精力，而在本次航道整治工程中，基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈接傳播能夠達(dá)到15km，這樣一來，就可以避免搬移全站儀而浪費(fèi)時間，只要一艘測探艇中配備2 人即可，其中1 人操作計算機(jī)，另一人駕駛測探艇，每天可以測量的水域面積高達(dá)4km2，并且工作人員的勞動強(qiáng)度較低，可見GPS- RTK定位技術(shù)可以在節(jié)省人力的基礎(chǔ)上提高水深測量的效率。
3 應(yīng)用RTK測量的注意事項
由于RTK測量無需面對誤差積累問題，因此就測量精度而言，RTK測點精度能夠滿足碎部地形測量以及圖根控制的需求，不過也要認(rèn)識到，RTK測量想要達(dá)到一級導(dǎo)線精度，還要采取一些其他措施，如何進(jìn)一步提升RTK定位系統(tǒng)的精度，是以后工作中研究的重點問題之一。另外RTK測量的高程精度不是特別穩(wěn)定，在本次航道整治工程中，有時測點高程偏差會比較明顯，因此在使用RTK測量時一定要注意這一問題。本次航道整治工程采用全站儀對RTK測量結(jié)果進(jìn)行核查，結(jié)果顯示，RTK對碎部測量點高程、坐標(biāo)的測量結(jié)果與全站儀測量結(jié)果相比，二者之差都在2~3cm 左右，由此可見，RTK對碎部測量點高程、坐標(biāo)的測量結(jié)果比較可靠，但是一定要注意，在使用RTK測量時，應(yīng)該做好與周圍相鄰點的校核，否則容易影響測量準(zhǔn)確度。
4 總結(jié)
內(nèi)河航道測量在社會發(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，在新的時代背景下，航道測量工作也勢必要運(yùn)用現(xiàn)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(yīng)用，大大提高了航道測量工作的自動化水平，不過必須要認(rèn)識到，如何更加科學(xué)的運(yùn)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(zhǔn)確度，本文在此分析了GPS- RTK定位技術(shù)在航道測量中的應(yīng)用，希望對相關(guān)工作有所裨益。
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