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摘要：GPS-RTK技术是一种基于载波相位的实时差分定位技术。它在测绘行业有着广泛的应用。它克服了传统航道测量存在的问题，大大提高了测量的准确性和工作效率。基于GPS-RTK技术在测量中的优势，介绍了信道测量的工作流程，分析了影响信道测量精度的因素，并提出了优化措施。
关键词：GPS-RTK测量技术；航道测量；精度分析
引言
随着社会的不断进步，对航道测量提出了更高的要求。在传统的导航测量中，采用全站仪测距测量线，三角导线测量，交点法深度测量等方法，需要大量投资。将人力，物力，工作效率低下，科学随和的发展，GPS测绘与定位技术应用于航道测量工作，不仅提高了测量的准确性，而且大大提高了测量精度工作效率，目前的GPS-RTK定位器组合对于频道调查来说，突出了其巨大的优势。如果要更合理地使用GPS-RTK定位器组合，有必要进一步探索GPS-RTK定位技术在信道勘测中的应用。
1GPS-RTK测量技术的原理及优势
1.1 GPS技术的原理及优势
GPS技术是美国国防部在20世纪70年代开发的卫星定位和导航系统。它可以通过卫星对物体进行实时测量，并具有定位和三位导航功能。GPS技术主要包括地面监测部分，空间星座部分和用户设备部分。与传统测量方法相比，它具有以下优点：①高精度定位。通过GPS接收器，可以实现5mm+1ppm的测量精度，而在测距仪中，精度可以达到5mm+5ppm；②站点见无需通视，使检测位置更加灵活，但为了避免外部环境影响GPS卫星信号，需要保证站点处于开放环境；③三维坐标。GPS 技术能够精确的测量观测站的大地高程以及地理位置；；④短时间。通常情况下，GPS可以在5分钟内完成20km以内的基线检测。如果它是通过RTK动态定位的，它可以在几秒钟内完成。⑤外部干扰因素很少。GPS技术可以全天工作，包括下雨，下雪，雾和多云的夜晚。
1.2工作原理
实时动态（RTK）定位技术是GPS 测量技术的一个突破，RTK系统主要是由电脑手簿、流动站、基准站组成，此外GPS- RTK定位系统想要实现动态测量，必须要借助无线数据通讯，在实际测量过程中，首先要确定基准点，基准点通常选取点位精度较高的首级控制点，之后在基准点的位置上设置接收机，进而构成参考站，然后对卫星实施连续观测，流动站上的接收机同时接收基准站观测数据以及卫星信号，并且流动站通过蓝牙装置与电脑手簿相连，最终依据相对定位原理，GPS- RTK定位系统就可以实时计算并显示出流动站的三维坐标。
2GPS-RTK定位技术在某航道测量中的应用
2.1平面控制测量
在本次航道整治工程中，按照测区河道的实际情况，再结合航道整治标准，最终平面控制的首级控制网采用D级GPS网，每间隔8km在两岸设置一对D级点，测区内共有3段D级GPS网，各网交接处的公共边实施联测。
2.2碎部地形测量
在地形测量过程中，需要综合分析各种因素。通过对航道整治工程各方面的综合分析，最终决定将GPS-RTK与全站仪配合使用，并对地形测量和深度测量进行同步，并设置每个侧段。有2个台站组和1个RTK组。在这个航道测量项目中，地形测量需要从水边线到银行两边的顶部进行测量，银行没有遮蔽物。这对RTK调查是有益的。它在建筑物（房屋）的屋顶，闸门的顶部和河边的山顶上测量。将参考站设置在D类点上，然后对流动站进行初始化，利用附近已知的控制点计算海拔异常和坐标转换参数，然后测量该点的坐标，观察2分钟。机器存储观测数据，在现场绘制草图，并在完成外部操作后，根据观测数据绘制地形图。此外，在该航道改造项目中，河岸上的果园，桥梁，闸门，城镇，码头和村庄也需要进行地形测量。在对这些区域进行测量时，GPS天线受到严重阻碍，而RTK的测量工作造成了极大的不便。因此，全站仪组被用于在上述地区进行测量。首先，RTK组将RTK控制点设置在复杂地形中。之后，全站仪组将仪器设置在RTK控制点上，测量严格。检查定向站和站之间的坐标差，并在必要时测量根点。
2.3航道水深测量
GPS-RTK定位技术的应用，提高了水深测量工作的自动化水平，设置了水深剖面线，采集深度点，测绘等各个部分，可由电子计算机完成，提高了水深测量工作的实际效率。在应用GPS-RTK定位技术后，水位和深度定位可以同步，以确保测深仪传感器和GPS天线位于同一位置。这不仅提高了测量效率，而且大大提高了深度测量的准确性。在传统的水路测量方法中，往往需要多次移动全站仪，导致测量效率低，浪费大量时间和精力。在这个信道改善项目中，基站的数据链路传播可达15公里。这样，只要有一个调查船上有两个人，一个人操作电脑，另一个人驾驶一艘调查船，就可以避免浪费时间移动全站仪。每天可测量的水域面积达4km2，员工的劳动强度低。可以看出，GPS-RTK定位技术在节省人力的基础上，可以提高水深测量的效率。
3影响航道测量精度的因素及优化措施
3.1 影响测量精度的因素
水下地形测量的准确性将受到地形高程的影响。为了能够验证RTK的准确性，可以设置控制点进行比较。共比较18个控制点，并将这些海拔分为4个等级。具体的比较结果如表1所示。可以得出以下结果：尽管大仰角误差为3.9cm，最小为0.2cm，但球差为1.6cm。如果在精度要求范围内忽略这些误差，影响水下地形测量的原因如下：1误差：探测器与GPS接收机的精度之间存在一定的误差；2转换过程引起的误差：由于实时检测程序属于地球高程系统，如果在施工过程中使用其他系统，则会发生相应的错误。3其他误差：如果风浪引起船体摇摆等，将影响水下地形测量的GPS精度。
表 1 控制点高程对比结果
3.2 优化测量方式的措施
1）修正船体姿势。由于风浪等因素会造成船体的摆动，这种情况下，可以通过电磁式姿态仪修正船体的位置、高程进行修正。姿态仪能够输出船体的纵摆、横摆、航向的相关参数，然后通过专业的测量技术、软件对船体进行修正。（2）提高技术的可靠性。GPS-RTK 技术的可信度一直倍受质疑，在开始测量之前，可以将 GPS-RTK 测量的结果与人工测量的结果进行对比，分析 GPS-RTK 技术的可靠性。GPS-RTK 技术会自动生成高程地形的曲线，然后根据曲线分析航道施工的具体措施。（3）降低误差。GPS 定位技术的采样速率与传输之间存在误差，影响实时收集信息的密度与精度。通常情况下 GPS-RTK 测量技术的传输率能够达到 20Hz，而由于品牌的差异，使探测仪数据输出存在不同程度的延迟。因此，应根据实际情况选择适当的探测仪品牌，降低数据传输方面的误差，并及时的进行校正与修改，确保检测结果的高精度。
结语
综上所述，GPS-RTK测量技术促进了航道测量的自动化进程，缩短了测量工作的时间，并提高了工作效率，使实现测量定标和水上定位的同步。但是在实际的测量工作中，依然会受到外界因素的影响，因此需要加强对GPS-RTK测量技术的探究，加快还技术在实际的航道测量的中应用。
参考文献：
[1]骆得瑞.GPSRTK在城市图根控制测量中的应用分析[J].甘肃科技，2013，（17）：43-45.
论文作者:杨双林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/16
标签：测量论文; 航道论文; 技术论文; 精度论文; 地形论文; 误差论文; 高程论文; 《基层建设》2018年第16期论文;