简析GPS—RTK技术在汾河治理工程中应用

论文导读：地发给流动站，流动站接收机接收GPS卫星信号的同时接收基准站传输的数据，然后根据相对定位原理，实时解算出流动站的三维坐标，其测量精度能达到厘米级。2GPS-RTK技术优势（1）仪器操作简便，定位精度高；利用这项技术只需一人，通过简单的手部操作就可以实现高速快捷的测量工作，测量时间在3s左右，测量精度就可以达到±（1～3）c
[摘要]随着GPS-RTK技术的不断发展和走上成熟，它在测量领域的应用也越来越广泛，本文介绍了GPS-RTK技术的工作原理，较为详细的介绍了其应用于测量领域的技术优势，本文通过GPS-RTK技术应用于"临汾市百公里汾河治理与生态修复工程霍州段"的工程实例，展示了RTK技术在河道治理中应用的可行性和优势，并对测量过程中需要注意的理由给予说明并提出优化倡议。
[关键词]GPS-RTK 河道治理 测量 应用
[中图分类号] TV85 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-252-2
河道治理过程中需要一系列的测量工作，工程制约测量、横断面测量、边线放样、土石方量计算等。利用传统的测量仪器水准仪，全站仪等工作效率太低，而且观测过程比较繁琐，在河道地形不规则的变化中也存在着精度不均匀的理由，GPS RTK测量技术的引入，将会很好地解决这一系列的理由，文中结合工程实例“临汾市百公里汾河治理与生态修复工程霍州段”的河道治理中GPS-RTK技术的应用，来介绍该项技术应用与河道治理中的可行性与优势。
1GPS-RTK技术原理
GPS-RTK 测量技术（ Real Time Kinematic ）即实时动态测量技术[1]，它是以载波相位观测为依据的实时差分技术，GPS-RTK技术是测量技术发展的一个突破。由基准站接收机，数据链和流动站接收机三部分组成。其测量的基本原理是把基准站接收机架设在已知或未知坐标的点上作为参考站，对卫星进行连续观测，基准站将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发给流动站，流动站接收机接收GPS卫星信号的同时接收基准站传输的数据，然后根据相对定位原理，实时解算出流动站的三维坐标，其测量精度能达到厘米级。
2GPS-RTK技术优势
（1）仪器操作简便，定位精度高；利用这项技术只需一人，通过简单的手部操作就可以实现高速快捷的测量工作，测量时间在3s左右，测量精度就可以达到±（1～3）cm.（2）测站无需通视，降低了作业要求，提高了工作效率。GPS-RTK测量技术的应用解决了传统测量策略中要求测站间必须通视的理由，利用该项技术测站无需通视，只要在基准站信号覆盖范围之内出现固定解，就可以走到哪测到哪，大大的提高了测量的工作效率。（3）系统集成度高，自动化程度高[2]。GPS-RTK作业系统采用内装式软件制约系统，测量过程无需人工干预，减少了人为误差，其测绘功能强大，适用于地形测量，道路的施工放样，河道的整治测量等大量测绘工作。（4）数据的获得、输入、导出和处理方便。利用GPS-RTK测量技术可直接获取点的三维坐标。数据处理功能也比较强大，可与计算机和其他仪器进行方便快捷的通讯，大大减少了人工工作量。（5）测量速度快，降低测量费用。GPS-RTK技术相对于传统的测量策略，大大缩短了测量时间，进而会相对减少测量费用。
3GPS-RTK技术在河道治理中的应用
临汾市百公里汾河治理与生态修复（霍州段）工程位于临汾地区北端的霍州市市区内外，呈自北向南穿越市区的汾河上，综合治理河道总长约31.813km。其中，霍州市城区深度治理段长约4.6km，霍州市城区外一般治理段长约27.213km。工程主要内容：（1）霍州市城区深度治理段：河道整治疏浚、新建堤防、支流入汾口治理等深度治理工程。（2）、霍州市城区外一般治理段：堤防工程、河道疏浚工程、主槽固槽工程、支流入汾口工程。在此次工程中参与了霍州市城外七个标段约14km的测量任务。

3.1硬件设备

测量的硬件设备主要有3 台莱卡GPS RTK 接收机， 1+ 2 配置，平面标称精度为1 cm + 1 ppm，高程标称精度为2 cm + 1 ppm，软件方面主要有GPS 数据处理软件以及南方CASS 成图软件。

3.2系统安置

（1）基准站：在已知或未知点上架设主机并对中整平，架设天线，正确连接电台，主机和天线，打开主机和电台，根据提示通过一系列参数设置后，基准站就架设完毕。我们将基准站安置在位于测区中间的一个高山上，选择此处是因为此处为测区大致中心且附近无电磁干扰源，信号能很好的覆盖整个测区。（2）移动站：将移动站主机天线安置在对中杆上，打开主机。（3）手簿：打开手簿，启动软件通过蓝牙将移动站手部与移动站主机连接，根据手部提示设置参数，查看信号是否正常，是否提示出现固定解，待出现固定解时开始新建工程。

3.3求转换参数，建坐标系

GPS-RTK实测的坐标一般是WGS一84大地坐GPS—RTK技术在汾河治理工程中的应用由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.标系坐标， 而在地形测量中所需要的是国家80（北京54）坐标系坐标或着地方独立坐标系坐标[3]。因此在进行测量工作前需要进行坐标匹配，从而建立本地坐标系，到达测区后通过对测区内不少于3个制约点进行观测（单点观测时间不少于3min），获得制约点的WGS-84坐标并通过系统操作和已知点的本地坐标进行坐标匹配，选择满足限差要求坐标点参与七参数的求取，我们只需单击“应用”， 七参数就自动计算保存完毕，并启用。

3.4精度检核

系统设置及初始化完成之后正式进行测量之前，需要进行必要的测量检核，以确保基站设置正确，测量数据精度可靠。我们对距离基准站1～7km的一些四等已知制约点采用一点法进行检核比较，结果表明，平面坐标分量最大差值为

2.01cm，高程最大差值为

3.17cm，完全满足测量精度要求。

5外业工作 地形图复测 对于该项工程河道长度超过14km，且地形复杂，复测工作量较大，利用传统测量策略进行复测将会耗费大量的时间、人力、物力，利用GPS-RTK技术则很好的解决了这一理由，无需设立测站，无需通视，单人即可操作仪器，观测3s左右即可获得单点的三维坐标，方便快捷。放样 为了确定河道中桩，边桩需要进行一些列的放样工作，利用GPS-RTK系统自带的放样功能可以轻松完成放样工作，莱卡RTK系统放样功能包括单点的放论文导读：
样和道路放样，我们可以利用道路放样功能事先输入道路（河道中线，边线）要素，系统自动形成道路文件，然后通过操作手部就可以完成中线和边线上任意点GPS—RTK技术在汾河治理工程中的应用相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.的放样。
检测工程质量 在施工过程中，利用放样功能在实地选取特征点进行放样，用于检测施工质量是否达到要求。

3.6内业数据处理

野外数据采集结束之后，当天就可以通过数据导出工能导出数据，导出的数据一般为记事本格式，我们可以将其后缀名改为“.dat”格式后直接在CASS软件上进行绘图，土方方量计算等工作，方便快捷。
对于此工程的测量，我们将GPS-RTK测量策略与传统全站仪测量策略进行了一系列对比：
数据采集方面：我们利用GPS-RTK对七个标段进行地形复测用以进行土石方量的计算，整个测量过程耗时12天，平均一个标段耗时

1.7天，而利用全站仪单标段最长耗时7天，最短耗时5天.

放样方面：利用GPS-RTK放样方便快捷，只需根据屏幕提示单人即可快速准确地完成放样工作，而利用全站仪则需至少两人，且要求必须通视，两人间也需不停的进行对话指导放样，放样速度较慢。
数据质量方面，根据外业观测的数据，最终计算出土石方量，利用GPS-RTK观测数据得出的结果相对于实际方量差距较小，而利用全站仪数据得出的结果相对于实际量差距较大。
4需要注意的理由和优化
（1）卫星和天气状况的影响
卫星状况和天气状况会影响卫星信号的传播，导致测量无法形成固定解，容易产生假值，加大测量误差。因此我们要选择天气条件较好的情况下进行。
（2）电磁干扰
存在电磁干扰的情况下，卫星信号将受到干扰，导致系统无法正常工作，此外在正午的时候，电离层干扰较大，因此我们在电磁干扰较大的条件下尽量不要采用，并且尽量避开正午时段进行测量。
（3）初始化的理由
在地形起伏较大，林区，建筑物附近作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁现象，频繁的初始化延长了测量工作的时间，而我们在这些地方工作时必须要保证出现固定解时再进行测量，当我们所立的测点迟迟无法形成固定解时，我们可以把天线移至附近有利于接收信号的地方，当出现固定解后，慢慢移动仪器到该测点，这样在一定程度上可以解决这个理由，对于观测条件无法满足要求的情况下，我们需要利用全站仪配合测量。
（4）电量供应理由。
GPS-RTK系统需要电瓶，大容量电池才能保证连续作业，在电力供应缺乏或偏远地区作业将受到限制，因此，我们在每天的工作前要保证电瓶、电池及备用电池的电量充足。
5结束语
GPS-RTK技术的诞生在测量领域作用重大，其应用于测量方面，大大地提高了工作效率，本文通过该项技术在河道治理方面应用的工程实例，展示了该项技术用于河道治理的可行性和相对于传统测量技术的优越性。随着国家工程建设量的进一步加大，它在测量方面将会扮演着越来越重要的角色。
GPS-RTK technology in the Fen River Regulation Project
FENG Kang 1 CHEN Zheng-wei 2
（1， North China University of Water Conservancy and Hydropower， Zhengzhou 450011，China ；2， Guiyang Water Survey and Design Institute Consulting Group， Guiyang 550000，China）
Abstract： With the development of GPS-RTK technology and embarked on a mature， its application in the field of measurement are increasingly being used， this paper introduces the principle of GPS-RTK technology， a more detailed description of the techniques used to measure the advantages of its field This paper technology used by GPS-RTK "Linfen hundred kilometers Fen River and ecological restoration project governance Huozhou segment" of engineering examples demonstrate the feasibility and advantages of RTK technology in the application of river regulation， and the measurement process needs give attention to the problem description and make optimization recommendations.
Keywords： GPS-RTK ， river regulation， survey， application .
参考文献
[1] 徐绍铨等. GPS测量原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社，2008.
[2] 刘卫东，王唤良等.RTK技术在马家河整治工程中的应用[J]. 中南林业科技大学学报.2009（05）：187-190.
[3] 袁天奇，周建业. GPS-RTK技术在地形测量中的应用与分析.河南水利.2005（06）：27-28.