賈家琳，靳 祠

(1.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測(cè)繪工程系，四川 崇州，611231；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都，610059)

GPS-RTK在河流沿岸加高改造工程中的應(yīng)用

賈家琳1，靳 祠2

(1.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測(cè)繪工程系，四川 崇州，611231；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都，610059)

加高改造工程GPSRTK高程異常

1 工程概況

成都市清水河沿岸部分地段一側(cè)加高工程建設(shè)，目的是以防止河水沖上岸，影響附近居民的正常生活。該工程測(cè)量的主要任務(wù)，是測(cè)出這部分地段的高程與對(duì)岸特征點(diǎn)的高差，生成斷面圖，用于計(jì)算填方量。

清水河部分地段測(cè)區(qū)呈帶狀，長(zhǎng)約3km，沿岸樹木茂盛，通視效果較差，但是上空相對(duì)較為空曠，房屋離岸邊相對(duì)較遠(yuǎn)，沒有大型的電磁波干擾源，沒有高壓電線。

本次測(cè)量使用中海達(dá)V8型的RTK一套(一個(gè)基準(zhǔn)站，兩個(gè)流動(dòng)站)，NikonDTM-530全站儀一臺(tái)，成圖軟件使用的是CASS7.1。

2 GPS RTK的工作原理

GPS-RTK技術(shù)的工作原理，是實(shí)時(shí)地將至少兩臺(tái)測(cè)站的載波相位觀測(cè)量進(jìn)行差分處理的定位方法。在進(jìn)行GPS-RTK工作時(shí)，既要收集衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)，也要將觀測(cè)到的數(shù)值和站點(diǎn)坐標(biāo)信息進(jìn)行整理，并將整合后的信息傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站需要對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)信息進(jìn)行有效采集，并且同時(shí)將收取到來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈信息在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行分析處理。兩組數(shù)據(jù)分別來自采集和接收，再對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)載波相位差分的處理，最后得出一個(gè)精確的定位信息。差分處理是RTK數(shù)據(jù)處理的一種最主要的方法，它是將基準(zhǔn)發(fā)出的數(shù)據(jù)信息即載波相位傳送給流動(dòng)站，并由流動(dòng)站的工作人員將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。

3 GPS RTK在河道斷面測(cè)量中的應(yīng)用

此測(cè)區(qū)無已知點(diǎn)，故采用假定兩個(gè)已知點(diǎn)，利用全站儀測(cè)定兩點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系，給出兩點(diǎn)的假定坐標(biāo)。RTK作業(yè)的具體做法如下：

(1)在測(cè)區(qū)河岸旁相對(duì)較高處架設(shè)好并啟動(dòng)基準(zhǔn)站，測(cè)出基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)及大地高；

(2)啟動(dòng)流動(dòng)站，輸入流動(dòng)站的天線高。在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同步接收到衛(wèi)星顆數(shù)超過5顆并且無線電數(shù)據(jù)通信正常后進(jìn)行初始化，在流動(dòng)站顯示固定解后即可開始工作；

(3)利用兩個(gè)假定坐標(biāo)的已知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)校正，根據(jù)四參數(shù)法+高程擬合，反算出基準(zhǔn)站點(diǎn)假定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)及正常高。必須注意查看尺度比，當(dāng)尺度比在0.9999～1.0001之間，即可開始進(jìn)行河道斷面測(cè)量，否則要重新采集或者檢查已知點(diǎn)的正確性。

該測(cè)區(qū)是狹長(zhǎng)帶狀且沒有控制網(wǎng)，如果使用全站儀測(cè)量，要先進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量布設(shè)控制網(wǎng)，再進(jìn)行斷面測(cè)量，這樣要架設(shè)很多站，這種測(cè)量工作既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，工作效率極低。因此，本次測(cè)量我們采用RTK技術(shù)直接測(cè)量斷面點(diǎn)。由于沒有完整的GPS控制網(wǎng)，且考慮到本項(xiàng)目為小比例尺測(cè)量，因此必須嚴(yán)格控制解算后的尺度比在0.9999～1.0001之間，以此保證高程異常差值在允許范圍內(nèi)。

最終用全站儀檢測(cè)了個(gè)別點(diǎn)，其高程精度都達(dá)到了厘米級(jí)。因此我們可以相信，只要在衛(wèi)星狀態(tài)比較理想、信號(hào)條件比較好、外界影響比較小時(shí)，使用GPS-RTK測(cè)高程都應(yīng)該能夠達(dá)到厘米級(jí)的水平，可以滿足此次工程的精度要求。

4 應(yīng)用建議與總結(jié)

4.1 使用RTK測(cè)量對(duì)信號(hào)要求較高。當(dāng)附近有許多樹木、房屋遮擋或者有高壓電線時(shí)，最好選用電臺(tái)模式(該模式相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度較大)。最好選擇最佳作業(yè)時(shí)段，以減少測(cè)量誤差。

4.2 誤差隨距離的增大而增大，如選擇電臺(tái)模式，信號(hào)也會(huì)隨著距離的增大而減弱，因此流動(dòng)站與參考站的距離不宜太遠(yuǎn)，一般超過5km，建議重設(shè)基準(zhǔn)站。

4.3 由于RTK設(shè)備相對(duì)較多，建議工作前一定要檢驗(yàn)儀器是否帶全帶夠，是否都能夠正常工作，以免耽誤測(cè)量進(jìn)度。

4.4 在進(jìn)行RTK工作時(shí)，最好帶上全站儀，往往在個(gè)別沒有信號(hào)或者不方便的時(shí)候，還可以利用全站儀進(jìn)行測(cè)量。比如此次測(cè)量，需要對(duì)岸個(gè)別點(diǎn)來了解兩岸的相對(duì)高差，如果用RKT測(cè)量，必須將流動(dòng)站拿到對(duì)岸(交通極不方便)，此時(shí)我們用RKT做了支點(diǎn)，再利用全站儀的免棱鏡功能很輕松地測(cè)得了對(duì)岸個(gè)別點(diǎn)的高程。

4.5 利用RTK進(jìn)行河流沿岸加高改造工程測(cè)量十分方便，可以大大提高作業(yè)效益和測(cè)量精度，減少野外控制測(cè)量的工作。但當(dāng)流動(dòng)站信號(hào)失鎖，無法達(dá)到固定解，或者不方便到達(dá)的地方，還是需要利用全站儀進(jìn)行作業(yè)，所以RTK技術(shù)還是不能完全取代常規(guī)測(cè)量。

〔1〕徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.7.

〔2〕黃丁發(fā)，熊永良，周樂韜等.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

〔3〕趙建虎，周豐年，張紅梅.船載GPS水位測(cè)量方法研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2001.8(增)：1～3.

〔4〕惠武權(quán).GPS-RTK技術(shù)在河道測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)，2014，1(1)：318～319.

〔5〕孫振輝.RTK技術(shù)在河道測(cè)量中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，10(30)：356～357.

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賈家琳(1983-)，女，講師，研究方向?yàn)闇y(cè)繪工程、GNSS定位測(cè)量。