探析RTK测量技术在水利工程中的重要应用

工程测量技术在我国的经济发展历程中有着极为重要的作用，它为我国的工程建设提供了强有力的保障。

但是随着各种新的工程测量新技术的发展，对测量技术人员的要求也越来越高。在这种状况下，就要要求我国的工程测量人员必须随着测量技术的发展不断更新自己的技术水平，只有这样才能够对新的测量设备进行正确的操作，在工程测量工作的开展中才能提供精确的数据，是工程质量基础保证。

　　一、RTK技术概述

1.实时动态(RTK) 测量系统，是GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是GPS 测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术，其基本思想是： 在基准站上设置1 台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。

在用户站上，GPS 接收机在接收GP S 卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。

　　测量系统一般由以下三部分组成：GPS 接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。

　　3.软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。

　　 测量技术除具有GPS 测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。

　　二、求转换参数

　　根据RTK的原理，参考站和移动站直接采集的都为WGS84坐标。参考站一般以一个WGS84坐标作为起始值来发射，实时地计算点位误差并由电台发射出去。移动站同步接收WGS84坐标并通过电台来接收参考站的数据，条件满足后就可达到固定解。

　　在RTK应用中，转换参数大概分为校正参数、四参数、七参数和拟合参数。

　　四参数和七参数并不是一个概念，四参数是同一椭球不同坐标系之间的转换参数。表示为⊿X、⊿Y、A(旋转角)、K(尺度比)。七参数是两个不同椭球之间的转换参数，表示为⊿X、⊿Y、⊿Z、⊿α、⊿β、⊿γ、⊿K，三个平移、三个旋转和一个尺度参数，是不严密的。四参数和七参数是不能同时使用的，两者只能任选其一，那么在具体测量时怎么确定这两种参数是一个关键的问题。

　　RTK直接测量的坐标是属于WGS84坐标系，我们通常用的是国家标准坐标系统，但在不能精确求取七参数的情况下，可以把WGS84的原始经纬度作为北京54的经纬度处理，这样一来就可以通过采集两个或两个以上的北京54已知点来求取四参数，高程就可以通过拟合的方法得到。

　　一般RTK仪器都提供了两种求取四参数的方法：第一种是先采集控制点经纬度坐标，输入已知点坐标，软件就会自动计算出四参数并给出点位精度;另一种就是方法就是利用校正向导的多点校正方式，输入已知点坐标后实时读取当前点坐标，两个点以上就可以求出四参数，将其保存后就可以应用了。

　　三、-RTK测量数据质量与很多因素有关

　　如何提高RTK测量的数据质量是关键。水利工程中有很多因素是不利于RTK测量的，我们必须采取一定才措施来避免这些因素。

　　测量控制的方法主要有：

　　(1)进行点校正。利用已知点检核所测得的区域点是不是正确的，利用实测已知点比较检核RTK测量。如果发现有质量问题，立即采取措施改正，要将错误消灭在现场中。

　　(2)重测对比。每次初始化完成后，先重测l～ 2个附近测过的RTK点或重复测量高精度控制点，经过两次测量数据进行比对，确认在误差范围内后，方可进行重新RTK测量。

　　(3)电台频率控制。电台是RTK测量的一个关键设备，电台的频率是保证测量精度的关键。在不同地形或干扰源的条件下采用不同的电台频率，保证数据传输的质量。

　　1.测量及放样

　　参数求完之后就可以测量和放样了。测量时只要将移动站在特征点上对中整平，然后输入点名和天线高即可。需要注意的是一定要在固定解的状态下，否则测出来的数据误差会很大，如果在树林里面或者遮挡比较严重的地方就需多等一会，也可将碳钎杆升高或者选择卫星信号好的时段去测。

　　放样是有点、直线、道路的放样，放样的坐标可以是直接输入或通过电脑导入两种方式，点的放样比较简单，选择好要放样的点后按照方向的指示就可以找到药放样的点位了。直线放样的话要先建立直线，然后根据偏距和里程即可。道路放样相对要复杂一些，要先进行道路设计，方法有两种：一是元素法，二是交点法。一般建议使用元素法来设计，按照“点—直线—缓曲—园曲—缓曲—直线”的顺序把元素数据输入手薄，生成道路文件。最好是在电脑里把文件处理好，再导入手薄，减少出错率。设计完之后就可以通过自动计算好的坐标去放样，同样根据里程和偏距去找，偏距是左负右正。

　　2.数据传输

　　在将数据传出之前，需要将数据转化成需要的数据格式和类型，例如成图需要的.dat格式、.txt格式等。然后通过两种方式将数据传输到电脑上。

　　方法一：安装同步软件，用数据线连接手薄与电脑，连接成功后即可通过手薄的路径把数据传输出来。

　　方法二：将手薄的USB端口设置成U盘模式，将要传输的数据复制后在SD卡里面粘贴，然后用数据线路径手薄与电脑，直接在SD卡上将数据拷贝出来即可。

　　3.注意事项

　　在仪器具体操作时，需要注意以下事项：

　　架设参考站时，如果是大电台，一定要注意电瓶的正负极，先连接电瓶端，检查无误后再连接主机和电台，如是内置电台，最好将仪器架设在比较高的地方，测量前要检查一下参考站的工作状态是否正常。

　　移动站状态检查，各种显示是否正常，手薄工作状态是否正常，常规界面应显示点号、坐标、精度、卫星状况、电台通道(与参考站一致)及信号强度等。

　　如果测量中出现问题，要根据具体情况来分析原因。如果手薄下方显示无数据，表示手薄与移动站没有连接;通道号没显示或显示与参考站不一致的通道号，用电台设置切换到一致的通道即可;如果总提示ID号有变化，则表明基准值被动了或者电台串频了。

　　RTK测量技术还有很大的发展空间，操作方法也会越来越简单，但是要更好的应用RTK技术，还是要测量人员亲身体会其原理和性能，对各种情况做到心中有数，这样才能有效地保证RTK测量精度，提高作业效率。

　　技术的应用前景

　　实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在水利工程中的应用可以覆盖勘测、施工放样等前端数据采集。

　　5.快速静态定位模式

　　要求GPS接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密;若采用常规测量方法，受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难，而采用RTK技术可起到事半功倍的效果。

　　作者：秦晓辉 来源：装饰装修天地 2016年3期