GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用

发表时间:2021/5/18   来源:《建筑实践》2021年40卷4期   作者:肖家耀
[导读] 水利工程测绘当中,做好测量工作十分关键。
        肖家耀
        中海油田服务股份有限公司 天津 300459
        摘要:水利工程测绘当中,做好测量工作十分关键。在现今科学技术不断发展的过程中,较多新技术也逐渐应用到了水利工程测绘当中。本文将就GPS-RTK技术在水利工程测绘中的应用进行一定的研究。
        关键词:GPS-RTK 技术;水利工程;测量
引言
        GPS-RTK 技术因其较高的准确性应用于很多领域,包括土地测量,工程测量等。对于水利工程测量,测量数据的准确性与相关项目的顺利开展之间有着密切联系。实际应用上,GPS-RTK 技术不仅能够较好地对水利工程进行数据测量,还可减少人力物力等,且测量效率相对较高,对推动整个测绘行业的发展有着重要作用。
1.GPS-RTK 技术
RTK 技术即实时动态定位技术,该技术在实际应用中,将通过载波相位观测值为基础,对厘米级精度三维坐标获得,是短距离数据传输技术同 GPS 单点测量技术的结合,在实际应用当中具有精度高以及时间短的特征。就目前来说,该技术已经在工程测量、数字地形测量以及大地控制测量等方面得到了广泛的应用。在该测量模式当中,用户接收机即能够对观测基站发出的改正信息、待定坐标求解情况以及观测成果质量情况计算动态坐标,在对冗余观测数据减少的基础上,对实时定位进行实现,有效提升准确程度以及工作效率。GPS-RTK 技术方面,其实现过程即是在基准站对GPS 接收机进行安装,在一个观测时间段内,能够连续观测所有的卫星,在通过观测获得数据之后,再由无线电数据传输设备实现对不断移动流动站的发送。
2. GPS-RTK 技术优势
2.1操作简便
在 GPS-RTK 的应用中,当信号处于正常传输状态,可不需太多人力物力,而且操作简单,整体的效率较高,有利于节省项目成本。
2.2数据准确度高
从实际的测量情况看,GPS-RTK 技术测量的精准性非常高,定位数据准确,整体的测量效果较好。
2.3填补传统技术缺陷
GPS-RTK 技术在一定程度上弥补了传统测量技术的缺陷,在光学等方面有较大的突破,使得其在测量中精准度更高,即使是较复杂的地形也能较好地测得其所在的位置。
2.4自动化程度高
GPS-RTK 技术应用内基站中的软件控制系统,自动化、集成化程度较高,从而避免人工操作所产生的误差。
3.RTK 技术在水利工程测量中应用
3.1 RTK 关于水利控制方面的应用
        控制测量是水利工程建设最基本也是非常重要的一项内容。水利工程的基本内容主要有工程建设工程管理和工程维护这几个方面,而控制测量,恰恰又是这几项基本内容的重要组成部分。同时,它又和控制网的网形和工程项目的性质密切相关,对精度的要求也是非常高的。水利工程测量时,我们需要对控制网进行测量,而大部分一级、二级、三级的相关控制导线都被导入了地面上,避免不了造成了许多破损,时间越长,破坏越大,大大延迟了测量工程人员的进度。为了规避这种问题,经过不断研究,发现工程控制网就可以很好地解决这一问题,因为它的点位密度相对较大,对精度的要求也比较高,同时它的覆盖面相对较小。采用 GPS-RTK 测量技术,可以保证达到毫米级精度,且操作比传统测试方法简单方便。GPS-RTK 测量技术只需在测区内或测区附近的高级控制点架设控制基准站,而通过流动站直接测量各控制点的平面坐标和高程,相对较难设基站的控制点,通过采用手簿提供的交会法等间接的方法测量而加以解决,因而大大提高了作业效率。
3.2数字地形图测量
        在水利工程当中,大比例尺地形图是其中重要的基础资料,也因此使大比例尺地形图的测绘工作成为了实际水利工程测量工作进行当中的重点。在传统进行地形图测绘时,首先需要在测区对平面控制网进行建立,做好控制点坐标的计算,之后采集碎部点数据,根据该数据进行计算机成图处理。对于该方式来说,其在实际应用当中具有较大的工作量,且在测量速度方面也存在不足,具有较高的成本。

而通过 GPS-RTK 技术的应用,则能够对测量质量、效率进行有效的提升。基准站方面,可以在实际测量时对参数转换进行启动,使其以自动的方式运行,由流动站测量碎部点的采集,在整个过程当中仅仅配备一名测量人员即可。在碎部点上对 GPS 接收机进行架设时,仅仅需要停留几秒钟,即能够对待测点的高程以及平面位置信息进行获得,之后,同记录属性信息结合,即能够完成后续地图的绘制。该方式在实际应用当中,不仅能具有较快的数据采集速度,且能够获得较高的数据采集精度与质量,能够有效提升测量效率。
3.3GPS RTK 工程要素施工放样
3.3.1土壤改良工程施工放样
        土壤改良工程范围是一个面的放样。提取土壤改良范围线特征点坐标存入 GPS RTK 存储器,并导入范围线,用白灰、木桩标记。
3.3.2 管护廊道工程、隔离栏网工程施工放样
        管护廊道工程、隔离栏网是线的放样。提取隔离栏网特征点、廊道上边线特征点坐标,存入 GPSRTK 存储器,并导入。放线用白灰、木桩标记。
3.3.3灌溉引水工程、河门口治理工程施工放样
        灌溉引水工程、河门口治理工程有点、线、面的放样。在南方 CASS 中提取特征点坐标存入 GPSRTK 存储器,导入,放点、线、面,用白灰、木桩标记。
        3.3.4植物工程施工放样
        植物工程中,乔木、灌木为点的放样,地被为面的放样。在南方 CASS 中,提取各树种每木点位坐标、地被范围线特征点坐标,存入 GPS RTK存储器,在 GPS RTK 中导入放样,用白灰标记。
3.4 地被、土壤客土改良面积收方及竣工图制作
在准备好固定站条件下,用 GPS RTK 流动站现场勘测地被、土壤客土改良面点位,输入点位属性并记录,导出点位数据,在南方 CASS 中展开,连线成面,在属性里查询水平面工程量; 有坡面的现场测定坡比( 水平面工程量 × 坡比 = 实际面工程量) 。采用流动站现场测定客土后高程,在南方 CASS 中展开施工前高程与施工后高程,形成方格网,自动生成土方工程量,同时完成竣工图。
3.5水利工程验收
        在具体工程建设当中,需要对水利工程进行检查验收。在该项工作当中,较为常规的方式即是对部分导线控制点以均匀的方式进行布置,在实际布置当中,需要保证不同控制点间具有相互通视的特点。在部分情况,也需要将导线点实现对内部的引测,在完成控制工作后,再采集相应的碎部点数据,也因此使整体工作具有了较大的验收工作量。同时,受到现场施工因素的影响,在控制点完成布置后,也经常会受到破坏,或者虽然没有被破坏,但也存在因机器遮挡无法正常测量的情况。通过GPS-RTK技术的应用,即能够对上述问题进行有效的解决,即可以在基准站对观测参数进行设置,做好其改正处理,对流动站数据采集启动。在整个数据采集当中,不会受到车辆、机器的遮挡影响施测,且该方式测量不会同导线点方式一样存在积累误差的情况。该技术在实际应用当中,能够在几天内即完成验收,能够有效实现对人力物力的节约。
结束语
在水利工程测量中,我们看到 RTK 带来的绝对优势。总的来说,RTK 技术在工作过程中的操作步骤越来越简单灵活,因其误差不积累和成本越来越低的优势,也逐渐受到工作人员的认可,广泛地应用在建设工程测量中。通过和网络通信技术、数据处理等相结合,可以全天候进行观测,扩大 RTK的应用范围,给建筑工程测量行业带来革命性的变化。
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