（巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院，新疆，巴音郭楞蒙古自治州，841000）
【摘 要】河道横断面测量是水利工程测量的一项重要工作，本文对利用全站仪和RTK在河道横断面测量中的应用进行了介绍，并结合实例论证了该方法相比传统方法，可大大提高工作效率、减小劳动强度，并且从应用结果来看，能够满足《水利水电工程测量规范》的精度要求。
【关键词】控制测量；效率；精度
1．引言
随着科技的发展，全站仪和RTK已被广泛应用于测量工作中，全站仪和RTK各有特点，其改进了传统的测量方式，二者结合应用在河道横断面测量工作中，可以大大提高工作效率、减小劳动强度。河道横断面测量是河道工程在勘测设计阶段的一项重要工作，一方面，我们可以利用测量得到的横断面数据计算和平衡土石方量，另一方面，设计人员只有根据横断面的形状和内容才能合理地设计河堤、边坡、河底以及其它附属结构物。本文结合笔者日常的实际工作，具体介绍了利用全站仪和RTK在和静县巴润哈尔莫墩镇开都河横断面工程测量中的应用过程以及对测量精度进行了分析。
2．全站仪结合RTK工作的特点
传统的横断面测量方法有水准仪皮尺法、横断面仪法、经纬仪视距法等，其效率低下，已不能满足水利工程测量日益追求效率，提高观测精度的要求。随着测绘仪器的更新换代，横断面测量方法也有所改进，利用全站仪和RTK作为测量横断面的工具，结合两者的优点，可以极大的提高效率和精度。RTK要求对天通视，而全站仪需要光学通视，二者之间恰恰是相辅相成的关系，因此，二者合理的搭配使用，其效率一般比单一使用他们中的任何一个要提高4倍以上。RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度，RTK的具体特点如下：
（1）能适应各种作业环境条件。RTK技术受通视、天气等因素影响很小，大大地降低了作业条件。而在高大树木、建筑物等RTK信号不好的地方，可以利用全站仪进行补充。
（2）精度高，平面精度达到厘米级，高程进行改正后也可以达到厘米级精度，因此采集得到的数据安全可靠。
（3）操作简单，减少了工作量，极大地避免了人为造成的一些误差。
（4）效率高，利用RTK进行数据采集时，减少了设站搬站的时间。
3．应用实例
（1）项目介绍
和静县巴润哈尔莫墩镇开都河横断面工程测量位于开都河中游，地点和静县巴润哈尔莫墩镇境内，开都河南岸，测区距库尔勒市约80-90km，距巴润哈尔莫墩镇2-10km。本次工程测量的内容为：新线导线、纵断面及河道和堤防新线的横断面测量任务。其中横断面测量分为两部分，堤防新线每25米一条横断面，河道横断面200米一条。测区内河道南北两岸防洪堤外均有居民，河道纵坡较大，河道内水流较湍急，因河道较宽部分地段河道内及河床两岸植被较多，地形比较复杂，故测区通视较差，河道内因流水冲击形成河汊较多。
（2）控制测量
GPS控制点静态测量按照相对定位模式进行观测，具体操作参数如下：
①PDOP<5.0；②卫星高度截止角为15°；③采样间隔5秒；④有效卫星数≥4颗；⑤观测时段长度45分钟。
在两个三等GPS控制点（GPS106和GPS108）的基础上进行静态测量，新增设了８个控制点，共１0个控制点均匀分布在测区内。
（3）横断面测量。
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由于全站仪结合RTK测量河道断面的新特点，在进行外业测量前还需要先完成一个工作，即根据设计提供的河道轴线坐标及已有的资料，利用Autocad软件确定出各个断面左右端点的坐标，并以独特的文件格式（后缀为.1nb）保存,然后把该文件传入GPS电子手簿相关工程文件下，以备外业测量使用。
依据本单位人员和仪器的配置，本次断面测量分两组进行。第一组3人，使用RTK进行作业，仪器主要由一台基站加两台移动站组成；第二组3人，使用全站仪进行作业。另外，由于测区内开都河水面宽度主要在20～35ｍ之间，水深在0.5～1.2ｍ之间，河道纵坡较大，测深采用传统的测深杆测深方法，点间距保持在图上1.0-1.5cm。
在外业测量中，首先在控制点上或者在开阔稳固的地方架设基站，然后设置移动站，待一切正常后，即开始断面数据的采集。数据采集的方法也叫直线放样法，采用的是RTK的直线放样功能。在放样模式下，打开上一步保存的直线放样文件，分别对每个断面进行放样，并在放样该断面线的时候进行断面数据的采集。以河道水面中间线为边界，两岸各有一台移动站，每台移动站有两个工作人员，一人观测、一人记录。
在地形高差变化大或树木多等导致RTK信号不好的区域则采用全站仪进行数据采集，首先由移动站在离开该区域一定的距离且RTK信号状态正常的时候，在该断面线上测量一个图根控制点作为全站仪的架站点，并在断面线上另外定一个点作为全站仪定向用。具体步骤为：在横断面中点上设站，以控制点为定向点，按横断面方位角（或±180°）进行全站仪三角高程测量；部分中桩点上不能设站时，则在横断面上取一个通视条件好，便于设站的点位作为测站点，以控制点为定向点，进行横断面测量。横断面图的绘制采用坐标轴法，横轴表示距离，纵轴表示高程。分别将所采集的横断面碎部点数据依次展点并连线，即得横断面图。
总体说来，在本次的断面测量过程中，以RTK为主，全站仪为辅。野外数据采集完毕后，再进行内业的数据的整理。
（4）内业绘图。
所有外业记录经各级检查符合规定后，进入内业绘图阶段。横断面图的比例尺为：水平方向1:200、垂直方向1:200。先把所有的外业断面测量数据输入到计算机，按特定的文本格式把每一个横断面数据文件保存好，文本中第一行为断面桩号，第二行为水面高程，第三行开始为断面数据，第一个数为断面点距离仪器位置距离、第二个数字为该断面点高程。经检查其无误后，即开始内业绘图。内业绘图采用南方CASS软件进行，该程序的功能是把所有的断面数据一次性绘制成图，且可以随意的选择适当的比例尺，各个断面图自成一图，同时在断面图上自动绘制了水面线及在断面上的仪器位置等。
（5）质量检查。
按照我院ISO9004质量体系中程序文件的要求，总工办对和静县巴润哈尔莫墩镇开都河横断面工程测量的作业成果进行了检查,该方法的横断面测量成果精度全部满足《水利水电工程测量规范》规定的横断面点和水位点的测量精度,点位中误差不大于图上±0.75mm,高程精度对临近基本高程控制点中误差不大于±0.3m。
4、结束语
综上所述，采用全站仪和RTK相结合的方法应用于河道横断面测量工作中，可大大提高工作效率、减小劳动强度，并且从应用结果来看，能够满足《水利水电工程测量规范》的精度要求。该方法与传统方法相比,不用外业人工记录,避免了必须在断面基点上设站和定向的局限,内业工作实现了批量处理,在节省较多人力的同时,保证了数据的正确性，其应用前景将十分广阔。
参考文献：
[1]《工程测量规范》（GB 50026-2007）
[2]《全球定位系统GPS测量规范》GB/T18314-2009；
[3]《水利水电工程测量规范》（SL197- 2013）{M}.北京：中国水利水电出版社，2013
论文作者:喻晓红
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/14
标签：横断面论文; 测量论文; 断面论文; 河道论文; 精度论文; 全站仪论文; 高程论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;