摘要:本文主要对水利工程的GPS-RTK测量技术的实践应用进行了分析与探讨,以供同仁参考。
关键词:GPS-RTK;水利工程;测量技术;实践应用
一、前言
在我国社会经济不断发展的过程中,水利工程项目发挥着重要的作用。在水利工程项目建设施工的过程中,测量工作一直是其中的重要组成部分。水利工程本身的施工位置相对偏远,一些测量条件不能很好地对于测量的需求进行满足。在当前科学技术不断发展的形势下,GPS-RTK技术逐渐成为了当前水利工程测量中的重要应用技术种类。通过GPS-RTK技术的应用,有效地提高了测量的精度和效率,并且本身也可以保证良好的先进性和经济性,这对于提高水利工程项目的整体施工建设水平来说具有至关重要的意义。下面就对水利工程的GPS-RTK测量技术实践应用进行了分析与探讨,以供同仁参考。
二、GPS-RTK技术的测量原理及测量特点
(1)GPS-RTK技术测量原理。所谓GPS-RTK技术就是实时载波相位差分技术,这种技术可以实时的收集到测站点在制定坐标系中的三维定位结果。并且,在GPS-RTK技术模式下,基准站会通过数据链把观测值以及观测站坐标信息一同传输到流动站,这是流动站不但通过数据链能接收到来自基准站的数据,还会采集GPS观测的数据,然后在系统中组成差分观测值进行实施处理的同时,得出厘米级定位结果,且所用时长不到两秒。
(2)GPS-RTK技术测量的特点。1)精度高。GPS-RTK技术的测量精度非常高,测量精度可达到lcm + 1ppm(平面),2cm + lppm(高程),能够通过实时处理2s内而迅速的提供出三维坐标,并且作业距离远,操作非常简便,效率非常高。2)自动化程度高。相关的工作人员主要是将基准站的位置布置好,然后在进行流动站的工作,其它的观测工作,例如卫星的捕获、跟踪观测等都是通过仪器自动完成的,且其作业半径可以达到15km,并能多个测量小组同时测量,从而大大额降低了测量人员的劳动量,提高了工作效率。同时,测站之间不需要通视,是相互独立进行观测的,因此不会存在误差积累传播。
三、GPS-RTK技术在使用上的难点及对策
(1)测量时所需要的时间问题。当GPS-RTK在林区、山区以及高楼密集的地区进行作业时,GPS卫星信号将被阻挡,因此,采用GPS-RTK进行作业时常常要进行初始化,这样会使测量的效率、精度都受到影响,而要对这个问题进行解决,对机型的选择很关键,要选择初始化能力强并且所需要的时间较短的机型。
(2)在高程中出现异常。当GPS-RTK在进行作业时,要求高程的转换要精确,不过,在现实生活中,在山区位置高程异常图存在很大误差,甚至在有些地方还是处于空白状态,在这样的情况下,要把GPS大地高程的状态转换至海拔高程的位置将存在很大困难,并且精度也不准确。
(3)天空以及测量环境对GPS-RTK技术的影响。通常到了正午时由于受到电离层的干扰相对较大,且共用的卫星不多,一般接收到的卫星不到五个。所以,初始化的时间比较长,有的甚至没法进行初始化,在这种状况下就很难进行测量。根据过往的经验,当条件相同且地点相同时,进行GPS-RTK测量,在上午十一点前和下午十五点半后进行测量,测量的结果不但准确,而且反应速度很快。但在中午时,就很难进行测量,所以,应当根据这个特点选择适宜的时间进行测量。
四、GPS-RTK技术在水利工程测量中的实践应用
(1)对河道地形图进行测量。对河道地形图进行测量时,由于水下地形很复杂,而人眼又无法观看得到,因此,河道地形测量是其中最难的环节。河道地形资料是不是准确,对水利工程建设起着至关重要的作用。对河道地形进行测量,传统的方法大部分是采用三杆分度仪、六分仪以及全站仪,然后在测深仪的配合下进行测量。不过,传统的测量技术存在一些不足,例如:测量范围受到限制,精度不高,工作量大,所需要的人员多等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着科学技术的发展,在测量中,GPSGPS-RTK技术也得到快速发展,并在河道地形测量方面得到广泛使用。主要包括:河道测量软件;中海达数字单(双)频测深仪等。而GPS-RTK在进行河道地形测量是根据这样的步骤来进行的:首先,把GPS-RTK、测深仪以及笔记本电脑进行相连接,再通过导航软件对测量点进行定位,测量点在导航软件的指导下在指定的位置移动,GPS-RTK和测深仪再把测出的数据进行导入,导入到笔记本电脑,再由河道测量软件进行处理,河道地形图由此形成。通过以往对GPS-RTK测量技术的应用,GPS-RTK的应用不仅使测量精度得到提高,不仅使工作时间减少,使工作量得到缓解,并且河道地形图为以后信息系统的建立提供了很好的依据。
(2)对加密控制点进行测量。实际操作中,当要对某一项工程进行测量时,首先要进行控制测量。由于水利工程大部分都在偏远的地区,高等级控制点不多,以往是采用常规的控制测量方法进行测量,是对距仪导线和三角网进行测量,不仅工作量大,而且精度不高。而采用GPS-RTK加密测量控制点则方便快捷,只需要在测区15km的范围内有3个以上的测量控制点就可以进行测量,操作起来非常方便,平均每天可以测量四十几个加密控制点,大大提高了工作效率。
(3)对数字化地形图进行测量。采用GPS-RTK技术进行测量,不仅可以进行快速定位,对坐标结果还能得到实时掌握,因此,可以对地形进行测量。当要进行地形测量时,可以根据地形的情况继续测量,也可以在数据采集的功能下进行,对于采集完成后的地形点将以图形的方式显现,然后形成数字化管道地形图。地形点的采集可以由单人来完成,不仅节约时间更能节约人力。
(4)施工放样测量。利用GPS-RTK随机软件中放样的功能进行施工放样测量。输入设计好的已知坐标作为参考点和目标点,流动站实地所在位置的坐标作为修正点,电子手簿屏幕上的图形显示出实地待定点相对于目标点所偏移的距离,按照指示移动流动站,直到满足所要求的精度。也可用来寻找已知坐标点,找寻坐标已知的坐标点的方法和上述方法一致。
(5)利用GPS-RTK进行“三防”设施GIS数据的采集。根据不同GIS平台要求,GPS-RTK 在数据采集时可以将“三防”设施不同的施测点的属性加进去,对应于每个点的三维坐标,再进行一定的数据处理,可以生成适应GIS平台数据格式要求的基础资料数据库,并易于修改和完善。
(6)水利大坝变形监测。水利工程建筑物中的变形监测完全可以采用GPS技术进行监测。在大坝变形监测中,用GPS测量完全代替经纬仪的传统测量;GPS测量不受地形条件复杂的影响,各个测站点无需通视,监测点与控制点布设比较灵活方便;不受天气和时间的限制,则可以实现实时监测;GPS测量的高精度定位,能够满足大坝变形监测精度要求。若是加上自动控制软件的辅助功能,便可以在室内完成对大坝体的安全监测以及安全预警,此过程中并不需要人工外业采集数据,完全可以实现自动化测量。
五、结语
总之,GPS-RTK技术以其精确及高效等优点,已经在水利工程测绘领域中等到了非常广泛的应用。但是,在实际测绘中,GPS-RTK本身存在着一些缺点,如果操作失误或者某些技术问题处理不当,就会给测量成果带去严重的影响。所以,相关的测量技术人员就必须要充分的了解到其缺点所在,采取科学合理的方法,提高GPS-RTK技术的应用效果,提高测绘工作的效率和质量。
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论文作者:梁毅祥
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
标签:测量论文; 技术论文; 水利工程论文; 地形论文; 河道论文; 精度论文; 高程论文; 《工程管理前沿》2019年12期论文;