淺談GPS-RTK 定位技術(shù)在航道測(cè)量中的應(yīng)用論文

　　隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)航道測(cè)量提出了更高的要求，在傳統(tǒng)的航道測(cè)量工作中，主要是采用全站儀測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量、三角導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)法水深測(cè)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(cè)繪定位技術(shù)應(yīng)用到了航道測(cè)量工作中，不僅提升了測(cè)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(cè)量，突顯出了很大優(yōu)勢(shì)，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(cè)量中的應(yīng)用。

　　1 工作原理

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK) 定位技術(shù)是GPS 測(cè)量技術(shù)的一個(gè)突破，RTK系統(tǒng)主要是由電腦手簿、流動(dòng)站、基準(zhǔn)站組成，此外GPS- RTK定位系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，必須要借助無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，首先要確定基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)通常選取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)，之后在基準(zhǔn)點(diǎn)的位置上設(shè)置接收機(jī)，進(jìn)而構(gòu)成參考站，然后對(duì)衛(wèi)星實(shí)施連續(xù)觀測(cè)，流動(dòng)站上的接收機(jī)同時(shí)接收基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星信號(hào)，并且流動(dòng)站通過(guò)藍(lán)牙裝置與電腦手簿相連，最終依據(jù)相對(duì)定位原理，GPS- RTK定位系統(tǒng)就可以實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)。

　　2 GPS-RTK定位技術(shù)在某航道測(cè)量中的應(yīng)用

　　2.1 實(shí)例介紹

　　某航道原本屬三級(jí)航道，之后由于發(fā)展需要，按照二級(jí)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(jì)69.836km，整治標(biāo)準(zhǔn)如下：設(shè)計(jì)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(xiàng)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(jí)的船舶。在航道整治工程中需要實(shí)施航道測(cè)量，本工程需要對(duì)69.836km 河道進(jìn)行全程的水位觀測(cè)、地形測(cè)量、平面控制、水深測(cè)量、高程控制等等，測(cè)量過(guò)程中采取CAD 制圖，測(cè)量比例尺1:2000，嚴(yán)格按照交通部頒布的《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》(JTJ203- 2001)來(lái)實(shí)施測(cè)量，本次河道整治工程中，航道測(cè)量工作的工期為90 個(gè)工作日，需要進(jìn)行水深測(cè)量的水域面積總共3km2 左右，地形測(cè)量面積總共30km2 左右，共計(jì)投入雙頻GPS 接收機(jī)18 臺(tái)，其中包括移動(dòng)站6 臺(tái)，基站3 臺(tái)，靜態(tài)9 臺(tái)，雙頻GPS 接收機(jī)的標(biāo)稱動(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(tái)，電子經(jīng)緯儀2 臺(tái)，測(cè)深儀1 臺(tái)。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(cè)量中的應(yīng)用。

　　2.2 平面控制測(cè)量

　　在本次航道整治工程中，按照測(cè)區(qū)河道的實(shí)際情況，再結(jié)合航道整治標(biāo)準(zhǔn)，最終平面控制的首級(jí)控制網(wǎng)采用D級(jí)GPS 網(wǎng)，每間隔8km在兩岸設(shè)置一對(duì)D級(jí)點(diǎn)，測(cè)區(qū)內(nèi)共有3 段D級(jí)GPS 網(wǎng)，各網(wǎng)交接處的公共邊實(shí)施聯(lián)測(cè)。

　　2.3 碎部地形測(cè)量

　　地形測(cè)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(cè)量與水深測(cè)量同步作業(yè)，每個(gè)側(cè)段設(shè)置全站儀組2 個(gè)，RTK組1 個(gè)。本次航道測(cè)量工程中，地形測(cè)量需要由水邊線測(cè)至兩岸大提頂，堤岸上無(wú)遮擋，對(duì)RTK組的測(cè)量工作比較有利，測(cè)量時(shí)在樓(屋) 頂、水閘頂、河邊小山頂上的D級(jí)點(diǎn)上設(shè)置基準(zhǔn)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(jì)算高程異常以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后測(cè)量碎部點(diǎn)的坐標(biāo)，每個(gè)碎部點(diǎn)持續(xù)觀測(cè)2min，采用手簿機(jī)儲(chǔ)存觀測(cè)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖，外部作業(yè)完成之后，依據(jù)觀測(cè)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(duì)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(cè)量，在這些區(qū)域的測(cè)量過(guò)程中，由于GPS 天線受到嚴(yán)重的遮擋，給RTK組的測(cè)量工作帶來(lái)很大不便，因此上述區(qū)域采用全站儀組來(lái)實(shí)施測(cè)量，首先RTK組在復(fù)雜地形中設(shè)置RTK控制點(diǎn)，之后全站儀組在RTK控制點(diǎn)上設(shè)置儀器，測(cè)量前嚴(yán)格核查定向站與對(duì)測(cè)站的坐標(biāo)差，必要時(shí)重新測(cè)量圖根點(diǎn)。

　　2.4 航道水深測(cè)量

　　GPS- RTK定位技術(shù)的應(yīng)用，提高了水深測(cè)量工作的自動(dòng)化水平，設(shè)置水深斷面線、采集水深點(diǎn)、成圖等各個(gè)環(huán)節(jié)，都可以通過(guò)電子計(jì)算機(jī)來(lái)完成，提高了水深測(cè)量工作的實(shí)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(cè)深儀換能器和GPS 天線處于相同位置，這樣一來(lái)，不僅提高了測(cè)量效率，還大大提高了水深測(cè)量的準(zhǔn)確度。在傳統(tǒng)的航道測(cè)量方法中，往往需要多次搬移全站儀，導(dǎo)致測(cè)量效率很低，浪費(fèi)了大量的時(shí)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(lái)，就可以避免搬移全站儀而浪費(fèi)時(shí)間，只要一艘測(cè)探艇中配備2 人即可，其中1 人操作計(jì)算機(jī)，另一人駕駛測(cè)探艇，每天可以測(cè)量的水域面積高達(dá)4km2，并且工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較低，可見(jiàn)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(cè)量的效率。

　　3 應(yīng)用RTK測(cè)量的注意事項(xiàng)

　　由于RTK測(cè)量無(wú)需面對(duì)誤差積累問(wèn)題，因此就測(cè)量精度而言，RTK測(cè)點(diǎn)精度能夠滿足碎部地形測(cè)量以及圖根控制的需求，不過(guò)也要認(rèn)識(shí)到，RTK測(cè)量想要達(dá)到一級(jí)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(diǎn)問(wèn)題之一。另外RTK測(cè)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(shí)測(cè)點(diǎn)高程偏差會(huì)比較明顯，因此在使用RTK測(cè)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(duì)RTK測(cè)量結(jié)果進(jìn)行核查，結(jié)果顯示，RTK對(duì)碎部測(cè)量點(diǎn)高程、坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果與全站儀測(cè)量結(jié)果相比，二者之差都在2~3cm 左右，由此可見(jiàn)，RTK對(duì)碎部測(cè)量點(diǎn)高程、坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果比較可靠，但是一定要注意，在使用RTK測(cè)量時(shí)，應(yīng)該做好與周?chē)�相鄰點(diǎn)的校核，否則容易影響測(cè)量準(zhǔn)確度。

　　4 總結(jié)

　　內(nèi)河航道測(cè)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(cè)量工作也勢(shì)必要運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，提高測(cè)量效率和測(cè)量精度。GPS- RTK定位技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了航道測(cè)量工作的自動(dòng)化水平，不過(guò)必須要認(rèn)識(shí)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(cè)量準(zhǔn)確度，本文在此分析了GPS- RTK定位技術(shù)在航道測(cè)量中的應(yīng)用，希望對(duì)相關(guān)工作有所裨益。

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