摘要概述gps技術(shù)及其在水利工程測(cè)量中發(fā)展現(xiàn)狀，分析討論了gps工作原理、組成及其特點(diǎn)，并著重講解了gps技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用，主要包括gps外業(yè)測(cè)量，gps布網(wǎng)工作和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法應(yīng)用。分析得出在以后的水利工程測(cè)量中，gps測(cè)量技術(shù)將不斷提高了我們測(cè)繪成果的質(zhì)量，為我們贏得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞gps；rtk；水利工程測(cè)量

1gps技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀

全球定位系統(tǒng)現(xiàn)已轉(zhuǎn)為民用，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其在水利工程測(cè)量中具有具有連續(xù)性、全天候、經(jīng)濟(jì)性、導(dǎo)航定位等諸多優(yōu)點(diǎn)，能為用戶提供精密而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。如：3維坐標(biāo)、速度和時(shí)間等。一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)測(cè)量定位是gps應(yīng)用的主要方面，即利用l1和l2載波相位觀測(cè)值實(shí)現(xiàn)的高精度測(cè)量。它是通過(guò)利用裁波相位測(cè)量局域差分法，通過(guò)得出接收機(jī)之間的一次差，然后在衛(wèi)星觀測(cè)歷元與接收機(jī)之間算出二次差。最終通過(guò)兩次求差算出其待定基線需要的長(zhǎng)度。再確立其關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)算法模型，形成了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及 rtk等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式高精度的測(cè)量應(yīng)用范圍相對(duì)比較大，主要用于地殼變形觀測(cè)、國(guó)家大地測(cè)量、大壩變形等測(cè)量，而快速靜態(tài)測(cè)量有著高效作業(yè)與厘米級(jí)精度優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛推崇應(yīng)用于一般的水利工程測(cè)量，而rtk測(cè)量憑借快速性、實(shí)時(shí)性，厘米級(jí)精度等優(yōu)勢(shì)，被數(shù)據(jù)采集（如碎部測(cè)量）與工程放樣中廣泛應(yīng)用。而目前根據(jù)gps在我國(guó)水利工程測(cè)量應(yīng)用現(xiàn)狀，仍有需要改進(jìn)的地方。目前采用的測(cè)量常規(guī)的方法是幾何水準(zhǔn)測(cè)量，但是這種作業(yè)方法存在一定問(wèn)題，如：作業(yè)效率低，沒能充分發(fā)揮gps高效、便捷、成本低、較強(qiáng)實(shí)效性等優(yōu)勢(shì)。因此，仍需加大對(duì)gps技術(shù)的研究開發(fā)，將gps 觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理，才能對(duì)水利工程測(cè)量達(dá)到精準(zhǔn)要求。可采用精化大地水準(zhǔn)面、高程擬合等方法，求解出gps點(diǎn)的正常高h。現(xiàn)階段，rtk技術(shù)代表著 gps相對(duì)測(cè)地定位應(yīng)用的主流。rtk系統(tǒng)是完全可以滿足數(shù)據(jù)的采集和水利工程測(cè)量的要求的，其特殊構(gòu)成是由 gps無(wú)線電通訊設(shè)備、接收設(shè)備、電子手簿及配套設(shè)備組成，整套設(shè)備具有高效、便捷、操作簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。但是，由于gps系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)的有限性，以至于在對(duì)空視線受阻的情況下，就不能保證對(duì)水利工程進(jìn)行正常解算，影響定位的精準(zhǔn)度和可信性。

2rtk技術(shù)在水利測(cè)量中的應(yīng)用

2.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（rtk）技術(shù)簡(jiǎn)介

1）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（rtk）技術(shù)簡(jiǎn)介。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（rtk）技術(shù)是一種實(shí)時(shí)差分gps（rtdgps）技術(shù)，目前是gps測(cè)量技術(shù)的一個(gè)主線，以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)，屬于測(cè)量方面的新突破，在水利工程測(cè)量中有著廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)階段，由于數(shù)據(jù)處理技術(shù)的落后，靜態(tài)定位和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等定位模式不能實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，并且無(wú)法審核觀測(cè)數(shù)據(jù)，如此一來(lái)，便不能保證所觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以致出現(xiàn)由于檢測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量低造成返工，重測(cè)，從而加大工程量，加重了工程的負(fù)擔(dān)。所以通過(guò)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間這一方法來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量、可靠性，這樣一來(lái)就降低了gps測(cè)量的工作效率。rtk系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩方面構(gòu)成的，為保證實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，需建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊。建立無(wú)限數(shù)據(jù)通訊的原理是以點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基本點(diǎn)，以一臺(tái)接收機(jī)布置在流動(dòng)站作為參考站，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行不斷進(jìn)行觀測(cè)，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)候，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并加以解算，隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的3維坐標(biāo)和測(cè)量精度。這樣便可以實(shí)時(shí)采集待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量以及基線解算結(jié)果的情況。用戶可根據(jù)其根據(jù)待測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo)來(lái)確定其觀測(cè)時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)的高效性，精準(zhǔn)性。

2）應(yīng)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（rtk）有分為兩種模式：快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。將這兩種定位模式相結(jié)合，在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用過(guò)程中可包含水利工程測(cè)量、工程放樣、監(jiān)理等前端數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)等全過(guò)程。①快速靜態(tài)定位模式要求同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算整周未知數(shù)和用戶站的3維坐標(biāo),在接收數(shù)據(jù)需要在每個(gè)流動(dòng)站上有gps接收機(jī)設(shè)備，從而靜止地進(jìn)行觀測(cè)。要符合結(jié)束實(shí)時(shí)觀測(cè)懂得要求，必須使解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，使其精度符合工程設(shè)計(jì)要求。在控制測(cè)量應(yīng)用中，一般采用常規(guī)測(cè)量方法，但其受環(huán)境因素影響較大，導(dǎo)致在自然條件比較惡劣的地區(qū)實(shí)施比較困難，如果采用 rtk快速靜態(tài)測(cè)量，便得到事半功倍的效果。在水利工程測(cè)量中，采用rtk快速靜態(tài)測(cè)量可以代替全站儀完成導(dǎo)線測(cè)量等控制點(diǎn)加密工作。②動(dòng)態(tài)定位模式動(dòng)態(tài)定位測(cè)量前定位精度可以達(dá)到毫米級(jí)。動(dòng)態(tài)定位只需要在某一控制點(diǎn)上靜止觀測(cè)幾分鐘，有些先進(jìn)的儀器只要2s-10s的時(shí)間進(jìn)行初始化工作，之后流動(dòng)站就可以連同基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，并可按照預(yù)定的采樣間隔自動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)，并確定采樣點(diǎn)的空間位置。現(xiàn)階段而言，動(dòng)態(tài)定位模式在水利工程測(cè)量有著廣闊的應(yīng)用前景。測(cè)量精度小，可以達(dá)到

1cm-2cm，并且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不受對(duì)空通視影響，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器無(wú)法超越的優(yōu)勢(shì)。

2.2rtk 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1）避免了返工的負(fù)擔(dān)，最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)的高效性，實(shí)時(shí)性。

2）動(dòng)態(tài)定位模式動(dòng)態(tài)定位測(cè)量前定位精度可以達(dá)到毫米級(jí)。提高了精準(zhǔn)度。

3）作業(yè)效率高，成本低，省時(shí)、省力。rtk技術(shù)所需流動(dòng)站停留時(shí)間短，所需人力少，在人力少的工作過(guò)程中仍舊可高效、精準(zhǔn)地完成中線測(cè)量等工作，因此，其精度和效率是常規(guī)測(cè)量所無(wú)法相比的。

4）在中線放樣的同時(shí)可完成中樁抄平工作。應(yīng)用范圍廣，可以涵蓋水利工程測(cè)、工程放樣，監(jiān)理等前端數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)等諸多方面工作。 rtk 可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮 rtk與全站儀各自的優(yōu)勢(shì)。

總之，gps靜態(tài)定位技術(shù)和動(dòng)態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法可以高效、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)地完成水利工程平面控制測(cè)量。在水利工程生產(chǎn)過(guò)程中采用常規(guī)方法和gps技術(shù)相結(jié)合的方法可以極大地提高生產(chǎn)效率。而rtk技術(shù)的使gps技術(shù)不斷發(fā)展和完善，隨著該領(lǐng)域的深入研究和不斷發(fā)展，短化了初始化時(shí)間，強(qiáng)化了跟蹤能力，精度越來(lái)越高，最終實(shí)現(xiàn)高度可靠性。

3gps技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用前景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，對(duì)水利工程的不斷投入和重視，水利工程測(cè)量設(shè)計(jì)行業(yè)硬件設(shè)施以及軟件技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的水利工程建設(shè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇和新的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)意味著對(duì)水利工程測(cè)量設(shè)計(jì)要求更為嚴(yán)格。除了對(duì)硬件設(shè)施的要求更高，軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的支持，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工前、測(cè)量等所有過(guò)程管理一體化的數(shù)據(jù)鏈,避免出現(xiàn)返工，數(shù)據(jù)不完整等環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。這是是水利工程測(cè)量?jī)?nèi)外一體化的要求，對(duì)水利工程測(cè)量起著關(guān)鍵作用。目前水利工程勘測(cè)中雖已采用電子全站儀和電子水準(zhǔn)儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測(cè)量方法受環(huán)境的限制，作業(yè)難度較大，效率相對(duì)而言較低。因此，水利工程測(cè)量在目前的技術(shù)條件下應(yīng)用gps技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。而rtk技術(shù)作為gps的一個(gè)主流，在水利工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景。當(dāng)前，用gps靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測(cè)量，為勘測(cè)階段測(cè)繪帶狀地形圖，路線平面、縱面測(cè)量提供依據(jù)，在水利工程施工階段為閘門、渠道、堤壩建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是gps在水利工程測(cè)量中應(yīng)用的初級(jí)階段。今后，rtk技術(shù)將被更為廣闊的推廣，并且在不斷的應(yīng)用中，其技術(shù)將會(huì)更加完善。

4結(jié)束語(yǔ)

gps技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用是水利工程測(cè)量的一個(gè)新的突破，可謂是一項(xiàng)革命性的技術(shù)革新，它徹底改變了傳統(tǒng)的作業(yè)理念與方法，極大地提高了測(cè)量的效率和測(cè)量精度。特別是隨著實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（rtk）技術(shù)在水利工程測(cè)量的廣泛應(yīng)用，今后我國(guó)的水利工程測(cè)量工作將會(huì)愈加完善。

參考文獻(xiàn)

[1]徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng).gps測(cè)量原理及應(yīng)用[m].武漢大學(xué)出版社,2003.

[2]張振軍,謝中華,馮傳勇.rtk測(cè)量精度評(píng)定方法研究[j].測(cè)繪通報(bào),2007,1.

[3]潘正風(fēng),楊正堯,程效軍.數(shù)字測(cè)圖原理與方法[m].武漢大學(xué)出版社,2004.