GPS-RTK技术在水文测量中的应用及误差分析论文_王贞1,来光2

GPS-RTK技术在水文测量中的应用及误差分析论文_王贞1,来光2

摘要:水文测量是一项系统性工作,为防洪防灾、水文监督及水资源保护等工作提供支撑,水文测量技术的选择与合理应用直接关系到水文测量的精度和质量。通过结合实例,探讨了GPS-RTK技术在水文测量中的具体运用,并对水文测量误差成因和控制方法进行阐述分析,明确了水文测量误差控制要点及GPS-RTK动态测量技术的优越性,对提升水文测量技术运用水平,提高相关水文测量精度和质量提供了借鉴参考。

关键词:水文测量误差;成因;测量技术运用;GPS-RTK

引言

GPS技术的主要构成为地面控制、空间部分、用户设备。联合信息通讯技术就能够把测定的地表三维坐标从静态形式转为动态形式,对于这些动态数据加工处理后就能进行实时地表定位,使其不仅能够在交通导航领域大放光彩,在测绘领域内也能起非常大的作用。GPS的应用范围不断延伸到各个行业,GPS技术的载波相位差分法能很好地提高其测量、定位精准度,甚至能够达到厘米级别的精准度,这也使得测量技术有了质的飞越,使其更加灵活、准确、方便。在工程实地测绘、工程变形监视、地表变化都能起非常重要的作用,其精准度和高效率都使其技术在各领域中举足轻重。

1水文测量中的GPS-RTK技术

合理选择和运用测量技术对于提升水文测量精度和质量有着积极的作用。水文测量技术众多,其中GPS-RTK技术是以GPS技术为基础发展而来的一种新兴测量技术,相较于传统测量技术来说,GPS-RTK技术优势明显。

1.1GPS-RTK测量系统原理

在GPS-RTK测量系统测量原理如下:基准站GPS接收机连续观测GPS卫星,通过UHF超高频发射电台,能够将观测数据和基准站坐标、天线高程等基准信息发送至移动站。移动站接收电台接收信息后,利用动态差分测量软件实时计算基准站信息和GPS卫星信息,以此为依据得出移动站相对于基准站的坐标差(△X、△Y、△H)和移动站实时位置坐标(X、Y、H)。GPS-RTK测量系统三维测量精度能够达到厘米计,在测程20km以内的三维定位精度能够达到1cm,有效避免了测量误差的出现。

1.2GPS-RTK测量技术应用

1.2.1地形测量

《水文巡测规范》中明确规定,在地形发生明显变化时要进行详细的地形测量,传统水文测量技术在地形测量中的应用往往需要2-3人来完成,而利用GPS-RTK技术测量能够去除布设控制点等工作环节,仅需1名有经验的工作人员即可完成测量工作,通过测图软件就可以实现对地形图的绘制,相较于传统水文测量技术来说,不仅节约了人力资源,同时有效提升了作业效率和测量精度。

1.2.2大断面测量

钢尺、经纬仪、全站仪、水准仪等是水文测站大断面测量中经常采用的仪器,钢尺能够实现对测点间距离的丈量,经纬仪和全站仪能够有效确定测点的方位,而水准仪则能够实现对高程的测量。在整个测量过程中,每一种仪器工作都需要配备两名以上工作人员。需要注意的是,在大断面测量中,经常会遇到杂草灌木丛生、水面宽或断面有江心洲等复杂地形环境,利用上述仪器测量难度较大,不能保证测量效率和精度,而应用GPS-RTK实时动态测量技术则能够有效解决上述问题,只需要1位工作人员带上移动站,以测量流程为依据,将断面线输入到移动站内,对测点校核,之后根据GPS导航施测即可[6]。每一个测点都处于断面线之上,相较于传统测量技术来说,不仅测量精度较高,且测点密集数据量大,有效提升了大断面测量质量。

1.2.3配合

ADCP流量测验一般来说,流量测量主要采用ADCP即声学多普勒流速剖面仪来进行测量,但受到河底走沙的影响,往往会出现测验误差,需要采用其他技术方法进行测量结果的修正。GPS-RTK技术的应用则能够解决上述问题,其能够提供实时动态数据,与ADCP相互配合,修正流量测验精度为某水文站流量测验精度对比情况,采用GPS-RTK测量技术大大降低了流量测验误差,保证了测量精度。

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2GPS⁃RTK技术的主要特点

2.1在地籍测量中应用

GPS⁃RTK技术,使整个测量过程更加直观和简便,并且能够实现所测数据的全方位、全时段的动态监测,除此之外,还能够实现所监测数据的全时段三维动态放样,从而大大提高地籍测量数据的准确性和可靠性。

2.2工作效率高,所需时间短

如果测量现场的外部条件并不恶劣,那么GPS⁃RTK技术能够在非常短的时间内完成测量工作,并且准确地给出三维坐标。

2.3能够实现全天工作

GPS⁃RTK技术在测量过程中对于卫星的要求不是十分苛刻,通常情况下只要能够收到4颗卫星的信号就能够维持GPS⁃RTK技术的全天候运转,及时运送和传递所测量的数据。(4)应用RTK技术测量操作非常简便,实现了操作自动化和智能化,从而大大提高工作效率。目前,GPS⁃RTK技术的测量过程以及逐步自动化和智能化,越来越淡化工作人员的操作和处理过程,很多情况下,只需要调整好设备的天线,进行相关参数和功能的设置后就能够进行观测了。

3RTK技术在地籍测量中的优缺点及改进措施

3.1RTK技术在地籍测量中的优缺点

采用RTK技术进行地籍测量,不需要频繁换站,不要求通视,不会受其他技术的约束和限制,并且能实现全天候的作业,在测量过程中只需要工作人员在所测点处输入相应的特征编码,并且在规定出记录相应的数据和信息。一旦RTK技术已经将待测地的地形地貌测绘完成,数据符合精度后,工作人员便可完成现场的测量工作,并借助专业的绘图软件进行测绘现场地形图的输出工作,因此在地籍测量中使用RTK技术,能够大大节约传统方法中的人力和物力,提高整项测量工作的效率和数据准确性。RTK在定位时的主要缺点在于,RTK虽然没有流动站和基准站之间相互通视的要求,但在进行一些高大建筑物的测量过程中,由于被测物不容易接近,从而造成测量的困难甚至会无法测量,往往要与全站仪相配合才能完成后续的测量工作。除此之外,如果地籍测量的现场处于城镇当中,那么RTK技术所要求的卫星数目至少为5颗,这样才能保证所测数据的精确度以及准确性。

3.2技术改进方法

3.2.1目标点施测

通常情况下,在测量过程中所选择的第一个测量点都为坐标已知的点,从而能够进行测量技术的核对以及检查工作。在应用RTK技术时,第一步的核验过程至关重要,如果没有进行核验工作,很有可能导致后续的测量结果全部作废。

3.2.2盲点问题的解决

通常情况下,导致盲点地区出现的主要原因有信号接收问题以及卫星接收状况不良。如果在测量过程中出现数据链信号的不稳定,接收出现问题,那么可以通过提高流动站的天线以及基准站天线的高度,在流动站中,可以使用长垂准杆来架设天线,这样能够最大限度的保证测量结果的精度。

结束语

现如今GPS⁃RTK技术越来越多的应用在地籍测量的工作中,能够大大降低相应的工作难度,提高了工作效率,并且对于地籍测量的能力以及相关水平也有了很大的提升。所测得数据和信息更加容易的满足相关要求和标准。GPS⁃RTK在具体的应用和工作过程中具有较强的稳定性和准确性,能够为地籍测量工作提供更加优质的数据和技术。在未来的地籍测量工作中,GPS⁃RTK技术具有非常广阔和重要的前景。对提升水文测量技术运用水平,提高相关水文测量精度和质量提供了借鉴参考。

参考文献

[1]邹平静.GPS-RTK测量技术在水文测量中的应用研究[J].吉林水利,2013,09:38-40.

[2]黄毅.GPS-RTK测量技术在水文测量中的应用[J].气象水文海洋仪器,2013,03:53-55+60.

[3]袁成春.GPS-RTK在水利工程测量中的应用分析[J].内蒙古水利,2013,06:141-142.

论文作者:王贞1,来光2

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第7期

论文发表时间:2017/8/31

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