浅谈GPS—RTK测量技术在工业供水工程中的应用

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【摘 要】随着gps技术在测量中的应用，其不足之处日渐突显。为了弥补GPS的不足，rtk以GPS技术为依托，对现有的测量进行改进，取得了较好成果。所以本文以此为依托，首先对GPS-RTK测量技术进行了简要概述，其次对GPS-RTK测量技术在伊犁新天煤化工供水工程中的应用进行分析，并总结出GPS-RTK测量技术在实际应用过程中应注意的问题，同时对其优势进行了肯定和验证。

【关键词】GPS-RTK测量技术；供水工程；应用

1.GPS-RTK测量技术简介

RTK测量技术是一种实时差分GPS测量技术，RTK技术的实现，代表了GPS测量技术进入了一个新阶段，其主要原理是根据载波相位观进行测量，就其效果而言，在野外获取点位的水平精度为厘米级。一般而言，厘米级精度必须通过采用常规GPS测量方法（如静态、动态测量）后解算才可获取，而GPS-RTK则可实时获取厘米级精度。

RTK由基准站接收机、数据链和流动站接收机这三个部分组成。RTK测量技术的工作原理如下： GPS接收机安置在已知基准站上，连续观测所有可见卫星，通过无线电传输设备将所观测的数据和信息实时发送给流动站，与此同时，根据相应的定位原理，对流动站的三维坐标及其精度进行实时解算，得到精确定位数据。

RTK测量技术与其他普通测量技术相比，其优势居多，如定位精度高、作业距离远、效率高、测站间无需通视、快速提供三维坐标等。

2.GPS-RTK测量技术在伊犁新天煤化工供水工程中的应用

随着科学技术的不断进步，供水工程的测量手段在不断更新，比如前文所述的GPS-RTK测量。伊犁新天煤化工供水工程在征地、管线及建筑物测量放线等过程中就采用了GPS-RTK测量技术，测量效果准确，实用性较强。为了保证数据的有效性，在本工程中使用的仪器是中海达V8 GNSS。作业方法分为两种：一种是在山区无网络信号区域，且作业半径较近的时候采用电台模式进行测量；另一种采用GSM模式进行测量，其数传技术不受作业距离的限制、特别适合山区、林区等传统电台信号阻挡严重的复杂地区作业，抗干扰能力强。结合伊犁地区的地形以及供水工程的特点，在主要地域内采用了GSM模式。

2.1工程简介

新天煤化工供水工程年供水量2600万m3，正常流量为0.9m3/s，本工程的特点是高扬程、大流量、长管道，取水口至园区接口的自然落差为430m，管道总长19.66Km，由于工程从伊犁河取水，牵扯征地、赔偿等问题，经过伊宁市相关部门的大力支持，最终确定了取水口位置。管道沿线穿越耕地、树林、铁路、高速公路，工程的前期工作得到了相关部门的大力支持。主体工程施工主要包括引水闸、引水渠、沉砂池、泵站、管道、高位水池、高位蓄水池及管道建筑物等的施工，根据项目线路较长且主要建筑物分散的特点，在工程区沿线共布置4处工区，其中1#工区供应范围为引水闸、暗渠、沉砂池、一级泵站、水厂、防洪堤及部分一级管线。2#工区供应范围为部分一级管线、高位水池、部分自压管线。3#工区供应范围为部分自压管线、二级泵站、二级管线。4#工区供应范围为部分三级泵站、调节池、三级管线。

2.2线路及测图控制测量

在原来的工程线路和测图控制测量中，坐标成果是采用全站仪测角、测距计算内业平差来得到的，此方法虽然能够达到目标，但是所要耗费的人力和时间较多，而采用GPS-RTK进行测量在少量的人力和时间下得到坐标成果，并且为了方便后序利用，边长和坐标方位角可通过手持控制器来向后序提供。

2.3征地放线和碎部测量

在进行征地放线和碎部测量时采取GPS-RTK测量技术，不仅能够节省工程时间，而且还不受测站的通视限制，使测量更加灵活便捷。

2.4GPS-RTK测量技术在本供水工程测量中的技术措施

为了确保测量的质量，采用GPS-RTK测量技术的同时还应该采取以下措施：首先，为了使卫星信号更加稳定以及获取更加可靠的观测成果，在测量时可以适当增加观测次数，即观测次数可为4次左右；其次，点校正；再次，为了确保初始化工作的准确性，在观测之前，流动站必须进行已知点校核；第四，为了确保整个成果可靠性和连续性较强，多次检查测段，一定要有重合点检查；最后，重合点检测以及全站仪测量边长的检核，不仅仅只出现在一个基准点，而每个不同的基准点都必须要进行这些检核。

另外本供水工程中采用的坐标系是国家80系，但在GPS测量中接收机所测得的平面坐标是一地球质心为原点的世界大地坐标系（WGS-84坐标系），所以在每次开始作业时必须先进行坐标系转换。

通常坐标系转换方法有三参数、四参数+高程拟合、七参数法，在本工程中使用后两种方法进行改正。在此工程中，根据现场实际情况在供水管线范围内共布设了25个GPS控制点，满足了工程测量需要并保证测量精度。

3.本供水工程中测量所要注意的问题

3.1基准站的位置

基准站位置的合理选择在RTK测量过程中占据重要位置，因此必须确保基准站位置的正确性。

首先，为了确保能够顺利接收到卫星信号，基准站应选择在无障碍物的地方，并且确保天线高度要比作业人员身高；

其次，为了避免周围磁场干扰GPS卫星信号和电台信号，因此，应与微波电、高压输电线、大功率无线电输电台这些磁场距离远些；

再次，为了使多路径误差对测量结果影响较小，应确保周围没有其他GPS信号反射物，确保传送和接收卫星信号方便，并且需要，不定时检测流动站圆水准器；

最后，为了方便接送，选择交通方便的测区位置。

3.2基准站点的密度

在测量过程中必须要有良好的基准站与流动站间的数据通讯，这是除要求要有数量充足的卫星和最佳的几何分别之外的最重要的部分。本工程实践证明：采用电台模式下测量时，基准站与流动站应保持10km的距离。此距离的确定必须考虑很多因素，如障碍物遮挡、传输路径衰减、无线电波干扰等。在GSM模式下测量时，基准站与流动站间距可控制到20KM-25KM，需有较强的移动网络信号。

3.3校核与点校正

通过测量已测点的方法来检核基准站和流动站的设置。另外，为了进一步确保测量的准确性，有条件的测区还可以增加平面已知点和高程已知点的测量。

4.结语

综上所述，GPS-RTK测量的平面点位精度和高程点位精度分为都可达到厘米级和分米级，无误差传递；对于那些受地形限制等严重遮挡卫星信号的地方，采用RTK加全站仪作业。总而言之，利用GPS-RTK测量技术能够实现单人作业，这样不仅使人力得到有效的节省，更重要的是使工作效率大大提高。由此可见，GPS-RTK在供水工程中的测量应用前景非常好。

参考文献：

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