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摘要：随着RTK技术在陆地测量中的成熟应用，其在水利工程中的应用也也兴起，RTK技术测量定位效率大大提高，能够满足一般水利工程测量的要求，其灵活、方便的特点使其在水利工程测量中得到了广泛的应用，扮演着越来越重要的角色。本文将简要谈一下RTK技术在水利工程测量中的应用。
关键词：水利工程 RTK技术 测量
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
RTK技术是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术。RTK技术主要由基准站和流动站两部分组成，基准站连续把观测到的卫星数据发射出去，流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值，获取所在点的坐标、高程和精度指标，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。
一、RTK技术的测量原理及测量特点
1.测量原理
RTK技术即实时载波相位差分技术，其能够实时地获得测站点在指定坐标系中的3维定位结果，在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送到流动站，流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理同时给出厘米级定位结果，用时不到2秒。
2.测量的特点
区别于传统的测量方式和GPS常规测量，RTK技术测量主要有一下几个特点，即定位精度高，可以快速提供三维坐标，作业距离远、操作简便、效率高。定位精度高是指RTK测量标称精度可达到：lcm + 1ppm(平面)，2cm + lppm(高程)；之所以说RTK技术能够快速提供三维坐标，是因为RTK技术通过实时处理2s内即可测得三维坐标；RTK技术的自动化程度高，观测人员主要是摆好基准站，然后进行流动站工作，而其它观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成，其作业半径能够达到15kin，可以多个测量小组同时测量，大大减轻了现场测量人员的劳动强度，提高工作效率，而且测站之间无需通视，是相互独立的观测值，不存在误差积累传播。
二、RTK在水利工程中的应用
1、加密控制点
水利工程测量主要涉及到堤防、河道的带状地形图和断面测量，用传统的测量方法进行控制点加密比较困难，经常会受到各种外在条件的制约。RTK技术由其自身的技术特点决定，其在加密控制点这方面具有巨大优势，在精度满足设计要求的情况下用RTK代替传统测量方法，可以大大节省了时间，降低了劳动强度，提高了工作效率。
2、工程放样
作为测量的一个分支，工程放样要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地标定出来，传统的方法有经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，这些常规方法一般都需要来回移动目标，而且要2～3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，因此其效率不高。利用RTK技术放样则很好的弥补和常规方式的不足，采用RTK技术放样，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，然后仪器会提示走到要放样点的位置，既迅速又方便，其通过坐标来直接放样，精度很高、也很均匀，只需1人即可完成，在外业放样中效率会大大提高。尤其是在水利工程放样中，RTK技术的应用优势更加突出，受地理条件和生态条件的影响，比如芦苇遮挡等，工程机械看不到方向，使得一些传统的方法无法完成作业，这时采取RTK技术作业就能轻而易举地解决问题。
3、RTK配合测深仪进行水域断面测量
RTK配合测深仪进行水域断面测量,首先利用手上现有地形图对水域或河道进行断面位置的初步设计，然后到实地踏勘选定断面基点，完成基点的平面坐标以及高程的测量。将每个断面基点的三维坐标输入计算机，在专业软件的帮助下完成断面航线的定向工作，每个断面布一条航线。在外业采集数据时尽量要保证流动站和数字测深仪在同一平面位置，同时对于采样间隔也一定要保持同步。采集的过程中要进行实时抽样校验，以保证数据的准确性。最后将最终采集的数据输入计算机进行数据处理，处理时要充分考虑水深、流速以及水中悬浮物等客观不可避免的因素。待所有数据通过校验后，将最终数据利用 专业成图软件形成比较形象的图形，即为看到的成果——断面图，并将其作为最终成果提供给需求方。
4、地形图测量
进行测地形图时,无论是设置根控制点，利用全站仪或经纬仪配合小平板测图还是外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，或者最近应用的外业电子平板测图等几种方法，都要求在测站四周采集地形地貌等碎部点， 这些碎部点都必须与测站通视，而且般要求至少2—3人操作，而采用RTK，仅需1人背着仪器在要测的地形地貌碎部点上停顿一二秒钟，并同时输入特征编码，即可实地编绘地形图。把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，不要求点间通视，大大提高了工作效率。采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如常规地形图、铁路线路带状地形图、公路管线地形图。配合测深仪可以用于测水下地形图、海洋地形图等。在作业中也可以利用RTK的优势，准确快速地建立图根控制点，在图根控制点上由全站仪配合电子手簿进行碎部点的数据采集。该方法不像常规图根导线测量那么烦琐受地形限制，也不用架设仪器设站，从而减少了因多次设站带来的测量累计误差，提高了碎部点的点位精度，使地形测量方便快捷，大大提高了工作效率。
三、RTK技术作业的受限因素及解决方法
（1）卫星和时间段问题
卫星并不能时刻保证对测量地点的覆盖，很容易产生假值，而且受地理条件影响，比如高山峽谷、森林密集区等，卫星信号常常会被遮挡，使测量作业受到限制，这个问题可以通过星历预报，查出卫星分布图，根据卫星分布选择最佳作业时间来解决。 另外中午时间，受电离层干扰大，常接受不到5颗卫星，RTK测量难以进行，因此，应尽量避免在11：00到15:30之间作业。
（2）数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题
RTK数据链传输易受到高大障碍物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响测量精度和作业半径，另外，当RTK作业半径超过一定距离时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多，工程实践和专门研究都证明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。
（3）初始化能力和所需时问问题
在GPS卫星信号被阻挡机会较多的地区，采用RTK 作业时有时需要经常初始化，导致测量的精度和效率都受影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。
另外，RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难，精度也不均匀。这个问题有待于RTK技术的进一步升级与发展。
参考文献：
[1]牛志宏水利工程测量［M］北京: 中国水利水电出版社.
[2]陶歆贵． GPS-RTK 技术在水利工程测量中的应用[J]］．铜业工程，2007( 2) : 10-12
[3]令狐义强． GPS-RTK 技术在城市地籍测量中的应用［J］．测绘与空间地理信息，2011，34( 3) : 108-109．
关键词：水利工程 RTK技术 测量
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
RTK技术是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术。RTK技术主要由基准站和流动站两部分组成，基准站连续把观测到的卫星数据发射出去，流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值，获取所在点的坐标、高程和精度指标，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。
一、RTK技术的测量原理及测量特点
1.测量原理
RTK技术即实时载波相位差分技术，其能够实时地获得测站点在指定坐标系中的3维定位结果，在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送到流动站，流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理同时给出厘米级定位结果，用时不到2秒。
2.测量的特点
区别于传统的测量方式和GPS常规测量，RTK技术测量主要有一下几个特点，即定位精度高，可以快速提供三维坐标，作业距离远、操作简便、效率高。定位精度高是指RTK测量标称精度可达到：lcm + 1ppm(平面)，2cm + lppm(高程)；之所以说RTK技术能够快速提供三维坐标，是因为RTK技术通过实时处理2s内即可测得三维坐标；RTK技术的自动化程度高，观测人员主要是摆好基准站，然后进行流动站工作，而其它观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成，其作业半径能够达到15kin，可以多个测量小组同时测量，大大减轻了现场测量人员的劳动强度，提高工作效率，而且测站之间无需通视，是相互独立的观测值，不存在误差积累传播。
二、RTK在水利工程中的应用
1、加密控制点
水利工程测量主要涉及到堤防、河道的带状地形图和断面测量，用传统的测量方法进行控制点加密比较困难，经常会受到各种外在条件的制约。RTK技术由其自身的技术特点决定，其在加密控制点这方面具有巨大优势，在精度满足设计要求的情况下用RTK代替传统测量方法，可以大大节省了时间，降低了劳动强度，提高了工作效率。
2、工程放样
作为测量的一个分支，工程放样要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地标定出来，传统的方法有经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，这些常规方法一般都需要来回移动目标，而且要2～3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，因此其效率不高。利用RTK技术放样则很好的弥补和常规方式的不足，采用RTK技术放样，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，然后仪器会提示走到要放样点的位置，既迅速又方便，其通过坐标来直接放样，精度很高、也很均匀，只需1人即可完成，在外业放样中效率会大大提高。尤其是在水利工程放样中，RTK技术的应用优势更加突出，受地理条件和生态条件的影响，比如芦苇遮挡等，工程机械看不到方向，使得一些传统的方法无法完成作业，这时采取RTK技术作业就能轻而易举地解决问题。
3、RTK配合测深仪进行水域断面测量
RTK配合测深仪进行水域断面测量,首先利用手上现有地形图对水域或河道进行断面位置的初步设计，然后到实地踏勘选定断面基点，完成基点的平面坐标以及高程的测量。将每个断面基点的三维坐标输入计算机，在专业软件的帮助下完成断面航线的定向工作，每个断面布一条航线。在外业采集数据时尽量要保证流动站和数字测深仪在同一平面位置，同时对于采样间隔也一定要保持同步。采集的过程中要进行实时抽样校验，以保证数据的准确性。最后将最终采集的数据输入计算机进行数据处理，处理时要充分考虑水深、流速以及水中悬浮物等客观不可避免的因素。待所有数据通过校验后，将最终数据利用 专业成图软件形成比较形象的图形，即为看到的成果——断面图，并将其作为最终成果提供给需求方。
4、地形图测量
进行测地形图时,无论是设置根控制点，利用全站仪或经纬仪配合小平板测图还是外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，或者最近应用的外业电子平板测图等几种方法，都要求在测站四周采集地形地貌等碎部点， 这些碎部点都必须与测站通视，而且般要求至少2—3人操作，而采用RTK，仅需1人背着仪器在要测的地形地貌碎部点上停顿一二秒钟，并同时输入特征编码，即可实地编绘地形图。把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，不要求点间通视，大大提高了工作效率。采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如常规地形图、铁路线路带状地形图、公路管线地形图。配合测深仪可以用于测水下地形图、海洋地形图等。在作业中也可以利用RTK的优势，准确快速地建立图根控制点，在图根控制点上由全站仪配合电子手簿进行碎部点的数据采集。该方法不像常规图根导线测量那么烦琐受地形限制，也不用架设仪器设站，从而减少了因多次设站带来的测量累计误差，提高了碎部点的点位精度，使地形测量方便快捷，大大提高了工作效率。
三、RTK技术作业的受限因素及解决方法
（1）卫星和时间段问题
卫星并不能时刻保证对测量地点的覆盖，很容易产生假值，而且受地理条件影响，比如高山峽谷、森林密集区等，卫星信号常常会被遮挡，使测量作业受到限制，这个问题可以通过星历预报，查出卫星分布图，根据卫星分布选择最佳作业时间来解决。 另外中午时间，受电离层干扰大，常接受不到5颗卫星，RTK测量难以进行，因此，应尽量避免在11：00到15:30之间作业。
（2）数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题
RTK数据链传输易受到高大障碍物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响测量精度和作业半径，另外，当RTK作业半径超过一定距离时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多，工程实践和专门研究都证明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。
（3）初始化能力和所需时问问题
在GPS卫星信号被阻挡机会较多的地区，采用RTK 作业时有时需要经常初始化，导致测量的精度和效率都受影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。
另外，RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难，精度也不均匀。这个问题有待于RTK技术的进一步升级与发展。
参考文献：
[1]牛志宏水利工程测量［M］北京: 中国水利水电出版社.
[2]陶歆贵． GPS-RTK 技术在水利工程测量中的应用[J]］．铜业工程，2007( 2) : 10-12
[3]令狐义强． GPS-RTK 技术在城市地籍测量中的应用［J］．测绘与空间地理信息，2011，34( 3) : 108-109．