GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用 詹金

发表时间:2021/5/19   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:詹金
[导读] 摘要:随着经济的发展和社会的进步,修建符合生态环境要求的水利工程变成了十分必要的一件事情。
        宣威市水务局  云南宣威  655400
        摘要:随着经济的发展和社会的进步,修建符合生态环境要求的水利工程变成了十分必要的一件事情。随着现代科学技术的快速发展,各种新技术为水利工程建设提供了极大的方便。GPS-RTK测量技术,作为新兴技术的一种,为我国农业水利工程的建设提供了技术支持,尤其在测绘方面起到了重要作用。与传统的水利测绘技术相比,大大简化了部署方式,由以前的逐级部署改为扁平化的直接部署,极大地节约了时间和人力成本,使得部署工作可以高效,精准的完成。控制点和采集地都可以一次性直接部署,大大提高了水利测绘数据的精准度,提升了水利工程的整体质量。本文主要对GPS-RTK测量技术的基本原理、水利工程测绘对于水利工程的重要意义、GPS-RTK测量技术的优势及如何提高GPS-RTK测量精度进行相关讨论。
        关键词:GPS-RTK测量技术;水利工程;测绘;应用
        引言
        水利工程蕴含着强大助推力,给经济的前行带来饱含时代气息之动力,其中测量技术在整个体系中展现出关键效用,相关部门随之紧跟未来发展趋势,审视以往工作模式并找到其中不足,对水利工程施工测量技术进行科学且全面分析,对当中核心做到切实有效地把握,使测量呈现出细致化,满足水利工程实施中的多种要求,使建设在新时期下做到高质高效。为此,文章对几种常见的水利工程施工测量技术进行多角度探讨,通过切实有效的分析来提升工程的整体质量。
        1GPSRTK
        目前在定位中应用比较多的GPS(全球定位系统)的子系统架构中,主要包含了空间卫星群以及地面监控系统两个重要部分。空间卫星群由24颗距离地表20万公里以上的卫星构成,相应的卫星均匀分布在6个轨道中,各个平面之间的交角为60°,卫星轨道运行周期基本为半天。这样能够保证无论在哪一时段和地点,都可以接收到卫星发送的信号。而其地面控制系统包含主控站、监测站以及注入站。主控站主要是按照相关监控站的观测数据计算卫星的相关参数,并对相关卫星数据进行传输,对卫星进行监控,为卫星发送指令等;监控站主要发挥卫星信号的接收功能,对于卫星的运行和工作状态进行实时监督;而注入站的功能是对于主控站计算得出的数据进行传输,传递到相应的卫星中。GPSRTK技术是指实时动态载波相位差分技术,该技术主要是通过对两个测量站接收到的载波相位使用合理的方式传播到相应的用户接收机上,之后再根据相应的处理方式对各种数据进行处理来完成相应的坐标计算工作。相对于传统的地籍测量技术来说,GPSRTK技术的测量精准度较高,测量速度更快,可以有效地提高地籍测量的工作效率。
        2GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用
        2.1在水利勘测作业中GPS-RTK技术的应用
        应用GPS-RTK技术针对复杂的水利工程测绘环节进行测量,可以结合动态测量和静态测量的优势,实现一体化的水利勘测方式。水利测绘主要由静态测绘和动态测绘两个环节组成。其中静态测量主要是通过全球定位系统建立起一些列的基础操作网络,形成高精度的基本服务框架,对于动态的测量数据进行基本的处理和后续数据加工;动态测绘主要是通过GPS-RTK测量技术实现对于流动站放样工作的载波传递和绘图操作。这就需要对于流动站的工作有一个精准安排,准确指定放样流动站和绘图流动站,是他们能协调工作。
        2.2搭建勘测管理平台
        提升GPS技术在水利水电工程勘测中的应用效果,应搭建勘测管理平台对具体勘测工作进行全方位跟踪与监控。与此同时,应全面监测水流量与蒸发量,是运用GPS技术定位某一区域工程,收集勘测区域内部数据信息,分析该区域的蒸发量,计算地表水和地下水的相对数值。构建精确的水文结构模型,初步估算该区域的水资源存储量与径流量。

此外,在计算蒸发量的过程中,应综合采用全遥感信息模型法、统计经验法和能力余项法。在检测水资源蒸发量的过程中,必须对勘测区域多层结构数据信息进行收集和提炼,全面分析土壤地表实时数据分布特征,准确获取探测数据,构建日平均蒸散技术模型,通过观察模型参数了解地表蒸发状态。其次,应注意做好区域水资源管理监测、地下水源勘察和降雨量勘测工作。在区域水资源管理监测中,须借助GPS技术构建完善的水文地理信息监测系统,对该区域的水资源流量和淡水量进行动态监测,通过获取和分析数据加强河流支流水体管理工作,为水资源开发利用提供科学的参考依据。在地下水资源勘查工作中,应充分利用GPS技术勘测地下水层结构、地质状况与水层边界,分析地下水流动规律,准确判断地下水的动态特征,为地下水资源开发利用工作提供参考。此外,要将地下水资源勘测数据输入空间数据系统内,同设置数据库与检索服务,提高信息查询效率。在降雨量勘察工作中,应利用GPS技术对不同流域的降雨量进行勘察、计算和对比分析。流域降雨量和所处环境的水资源管理、水库调度、植被覆盖率以及供水系统设置密切相关。在计算流域降雨量时,应结合实际情况正确采用等雨量线法、算术平均法和三角形法进行准确核算。要做好监控主机信息表编制工作,要认真编写虚拟机信息表的编制工作,对整个水利水电工程建设进行全方位监控,而且,要注意正确编写虚拟机的名称,对水利水电工程IP地址实施准确设置。
        2.3在测量加密控制点工作中GPS-RTK技术的应用
        在正式开工之前,测绘工作者往往会对待测绘区域进行实地试测,且在实际应用中,往往会使用RTK技术进行加密点测量。但是由于我国复杂的地理环境,待测区域往往都在偏远荒凉的地区,并不具备加密测量的高级流动控制点。只能通过普通的水经仪和测距仪等进行测量,使得工作量成倍增加且精度大大下降。更有甚者,对于一些地形特别复杂的待测区域,比如断崖等不可架设设备的待测点,只能模糊化处理,这样就使得测绘精度更低。而使用GPS-RTK测绘技术来施加加密控制点,只需在15千米的距离内架设超过3个加密点,便可获得理想的加密测量效果。使得测绘工作的难度大大降低,大幅提高了水利测绘的可操作性和测绘精度。
        2.4控制网设计
        控制网设计是GPS技术的典型功能。在应用GPS技术设计控制网时,误差减少使得对应的图形精度提升。测图环节需遵循整体至局部的测绘原则,围绕控制网进行完善的设计极为重要,涵盖的基本图形包括三角形网与环形网。其中三角形网具有分布均匀的特性,结构条件良好且具有较高的稳定性。同时,自检能力的加入也使其在发现测量缺陷或是测量错误的情况下,能够及时发现其中的问题,从而保证控制网的建设可行性与应用可靠性。但需要注意的是,三角形网的不足之处也较为明显。由于施工量较大使其对于测量中接收机的数量有一定要求,以避免影响测量时间。而环形网机构虽然综合来看与三角形网有一定差距,但由于结构独立闭合环的构成特性使得其安全性较高,关键问题是这一结构相邻点位之间的基线无法保证其准确度,进而可能影响施工数据的最终确定。
        结语
        GPS-RTK技术在水利测绘中具有十分明显的应用优势,不但可以让水利测绘工作的快速准确进行,极大提高了测绘效率和测绘质量。但GPS-RTK技术仍有自身的缺陷,首先要加强对于技术人员的培训,提高他们的自身素质,再结合当地的实际情况,积极吸取前人的经验。以GPS-RTK测绘技术等先进技术为主,结合多种测绘技术作为辅助手段,不断减少测绘误差,为水利工程的顺利竣工提供有力的数据保证。
        参考文献:
        [1]赵凯.水利工程测绘中GPS-RTK技术的应用分析[J].城市建设理论研究.2017年23期.
        [2]张振军,谢中华,冯传勇.RTK测量精度评定方法研究[J].测绘通报,2007(1):26-28.
        [3]唐文学,范传辉,曹久立.GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用[J].西部资源,2018(02):138-139.
 
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