探究GPS RTK在水利工程测量中的应用

1、探究GPS RTK在水利工程测量中的应用 探究GPS RTK在水利工程测量中的应用 【摘要】水利工程是国家的经济命脉，提高其工作效率、保障平安运营是我们的头等大事。全球定位系统是以精度高、速度快、不受气候条件及通视条件限制等的优点，在水利工程中的应用也是十分的广泛。本文主要就是针对GPS在水里工程测量中的应用来进行阐述。 【关键词】GPS；水利工程；工程测量 引言 GPS技术具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件限制等优点，所以其在我们的生活之中的应用也是十分的广泛。在工程测量的过程之中，GPS技术的应用就越来越显得尤为重要，为传统的测量技术带来了全新的变革。 一、GPS概述 1.1 GP

2、S组成 GPS主要由三局部组成：空间卫星群、地面监控系统和用户信号接收设备。 1.2 根本定位原理 GPS的空间卫星群由24颗卫星组成，这些卫星平均分布在6个轨道平面内，各轨道平面夹角为60°，卫星的轨道运行周期为11h58min，这样可以保障在地表以上任何时间和地点都可以接收到4颗11颗GPS卫星发出的信号、地面GPS控制系统通过对卫星工作状态的监控，改正卫星的参数，向卫星发出指令，以保证卫星的正常运行、而用户通过GPS信号接收机接收到信号后，利用数据处理软件信号进行处理以到达导航定位及其他功能。 1.3 GPS系统的主要特点 能丈量不规那么区域 GPS技术能对不规那么的待测区域及

3、较大区域的面积，通过航迹测量面积的方法来测量，沿着运行线路画出一条轨迹，从而计算出该轨迹所围区域的面积。 劳动强度大大降低 首先，既要保持良好的通视条件，又要保障测量控制网的良好结构，这一直是常规测量在实践方面的难题之一。GPS测量无需通视，可以省去常规测量所需要的造价费用。其次，GPS的观测无需进行边角的观测，只需量取天线高及简单的记录、开机关机即可，同理，水准测量也不用一个站到另一个站地连续观测，只需在测站进行简单的操作即可。 测站间无需通视 这是GPS技术区别于常规测量的最大优点，尤其是布设长大隧道施工控制网时，选点布网变得非常灵活，同时也使可省去大量的过渡点、传算点的测量，大大减少测量

4、作业本钱和时间。 测量精度高，全天候作业 GPS技术能为用户提供连续，实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响而全天候工作。采用差分定位，测量精度可到达mm级。目前的GPSRTK技术可以保证在动态的情况下解算的点位精度达cm级，这完全可以满足水下地形点的平面位置精度要求。 二、GPS测量的技术特点 2.1 GPS测量的技术特点就是测站之间是不需要通视的。通常来讲测站之间的无法相互通视一直是进行水利施工测量的难题。目前的GPS技术就很好地解决了这一问题，更加的有利于施工测量的顺利进行，使得选点也可以更加的灵活方便。 2.2 GPS测量的技术特点就是进行观测的时间较短。一般我们在进行水利

5、工程测量采用GPS技术观测的时间在3040min 左右，而且是采用了快速静态的定位方法，使得观测的时间可以更短。 2.3 GPS测量的技术特点就是操作流程简便。GPS测量技术操作流程的简单主要就是由于进行该技术的自动化程度很高。一般就是观测人员只需将天线对中然后整平，量取天线高。最后就是翻开电源就可以进行自动的观测，一般像是卫星的捕获以及跟踪观测都是该技术自动完成，操作是非常的简单的。 三、GPS RTK水下地形测量系统组成 河床水下地形观测主要是测量各观测点的水平位置和相应的水深，并通过水位等数据来推算各测点相应的高程，从而绘制出河床断面图或水下地形图。以往对断面宽在 100 m 之内的河道

6、，主要通过拉过河断面索法来测量各测点的水平位置，而对于河道较宽，拉过河断面索困难的河道测量，往往采用水准仪视距法或经纬仪交会法。对水深往往采用测深锤、测深杆、铅鱼等方法测量，然后通过相应的水位计算出各测点的高程。采用上述方式进行测量，不仅测量困难，工作效率比拟低，而且受水流、风浪等因素影响，测量精度也不高。 随着GPS技术的开展，网络RTK测量技术在工程测量中得到了大大应用，目前，GPS RTK技术在水利工程河道测量工作中根本上取代了以往的测量方法。采用超声波测深仪配备 RTK GPS 全球定位系统组成一个水下地形测量系统，利用测深仪测量水深，GPS 全球定位系统提供测点的三维坐标。 3.1

7、超声波测深设备 超声波测深仪主要由超声波换能器和测控装置两局部组成。超声波换能器用于超声波发射和接收，测控装置控制仪器发射、接受和对接受数据进行分析处理。它是以水体为超声波媒介，测深时将超声波换能器放置于水下一定位置，换能器到水底的深度可以根据超声波在水中的传播速度和超声波信号发射出去到接收回来的时间间隔计算出来。 3.2 GPS 全球定位系统 在河道河床水下地形观测时，利用 GPS 全球定位系统可以测定各观测点的三维坐标，即：水平位置和高程。我们常用的中海达双频 RTKGPS 定位系统，它由基准站和移动站组成，其中，基准站包括：一体化蓝牙GPS 接收机、无线发射电台、遥控终端和电源系统，移动

8、站包括：GPS 接收机、蓝牙手簿等。 四、GPS的应用前景 4.1 提高灾害预警能力 建立GPS变形监控在线实时的进行分析系统来对大坝进行一个变形的监测，研究建立技术先进而又实用的GPS变形监控在线的实时分析系统是一个非常关键的开展趋势，这种系统是由数据采集、传输和处理以及分析等几个主要局部组成。可以有效地使监测的数据得到一个及时的分析与处理，从而实时地评价变形的现状和预测其开展趋势，为灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据，这对处于活泼阶段的滑坡体及大坝变形监测具有特别重要的意义。 4.2 建立GPS与其它变形监测技术集成组合的综合变形监测系统 为克服GPS技术用于变形监测的缺乏和局限性，根

9、据变形监测的对象和目的，将GPS与其它变形监测技术集成组合形成综合变形监测系统，可实现不同监测技术之间的优势互补。 4.3 建立误差改正模型 误差改正模型是通过对误差的特性、机制及产生的原因进行研究分析、推导建立起来的理论公式也可以是对大量观测数据的分析、拟合建立起来的经验公式，经过误差改正模型的处理可以提高GPS定位的精度。 综上所述，GPS技术不管是在控制测量还是施工放样中，都能大大提高测量的可靠性和作业效率，降低作业强度，适应现代“快节奏的要求，也使技术人员能从繁重的测量放样工作中解放出来。但是，毕竟GPS测量有别于常规测量，有些错误或者说是粗差不容易被发现，还需要广阔技术人员在工程实践中认真去摸索和总结。 参