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【摘 要】 随着国民经济的快速发展，对水利工程建设投资的加大，每年都有大批的水利工程建设。而大多数水利工程都位于偏远地区，高等级测量控制点极少，给水利工程施工测量带来很大困难，但GPSRTK技术广泛应用于水利工程测量中，在很大程度上提高了工作质量和效率。
【关键词】 RTK；水利工程测量；精度
1、引言
由于全球定位系统（GPS）技术的快速发展，GPSRTK技术广泛应用于测量中，因其精度高、实时性和高效性强，成为最先进的技术设备和最经济的测量方法，在很大程度上提高了工作质量和效率。GPS测量系统，在水利工程测量的加密控制测量、水下地形测量和施工放样等方面，高精度、高效率的完成了水利水电工程方面的测量工作，收效甚大。某水电站勘测中，根据工程设计的需要，利用RTK共施测了工程区1：500地形图及河道纵横断面图、水下地形图、5KM（1：1000）输电线路带状地形图、15KM（1：1000）公路带状地形图。在本次的地形测量过程中，运用了RTK技术进行图根控制测量及地形测量，探索了一条进行大面积测量的新路子。现将本次测量工作大情况介绍如下：
2、工程概况
某水电站位于红河一段长不到800m的急流，河床宽度从上游的约1300m变为下游的约300m，并利用了约15m的自然落差。整个测区地势平坦，测区内房屋稠密，若用传统的测量方法，效率低且浪费人力、财力。经过论证，决定用GPS静态定位技术进行首级控制，然后用RTK技术做图根控制進行地形测量。
本次测量使用4台中海达公司的V8star双频RTKGPS接收机，发射和接收电台是内置电台，采用UHF通讯。使用标准天线的35W基准站电台，作业距离可达10到15公里左右，静态定位精度：平面3mm+1ppm×D；高程5mm+1ppm×D；RTK实时定位精度：平面：1cm+5ppm×D；高程：2cm+10ppm×D，3个GPS配套测量手簿。
3、工程施测
3.1准备工作
（1）根据任务的需要，收集有关资料。
（2）对资料分析研究，进行现场踏勘，进行图上设计。
（3）根据目的、精度要求、测区地形、交通状况等选择接收机类型和数量，按优化设计原则和相关规范的要求进行技术设计，制订合理的观测计划。
（4）卫星状况预报，根据测区的地理位置，以及最新的卫星星历，对卫星状况进行预报，作为选择合适的观测时间段的依据。所需预报的卫星状况有卫星的可见性、可供观测的卫星星座、随时间变化的PDOP值、随时间变化的RDOP值等。对于个别有较多或较大障碍物的测站，需要评估障碍物对GPS观测可能产生的不良影响。
3.2测量实施
首先进行四等网首级控制，然后加密一级GPS点，测量方式采用静态和快速静态，各项操作严格按照相关规范要求施测。为了进行高程拟合，在四等网中联测了均匀分布于网中的6个高等级水准点。经过数据处理和基线解算，四等GPS网和一级GPS网的同步环坐标分量闭合差、最弱点点位中误差、最弱边相对中误差、边长相对中误差等项精度均远高于规范规定，获得了高精度的GPS定位成果，这里不再列举。对所有的四等GPS点和一级GPS点按照水准测量规范进行四等水准测量。用GPSRTK技术进行图根控制测量包括，首先将欲作为RTK测量联测控制点的四等GPS点的三维坐标输入计算机，检查无误后，用把数据输入手簿。比较分析四等GPS点和一级GPS点的地理位置，从中选取地势较高、无遮挡的控制点作为基准站的架设点，并且这些点必须远离大功率无线电发射台、变电站、高压输电线等无线电干扰源，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰影响。基准站架设后，对基准站及电台进行必要的设置，待手簿的屏幕提示“基准站设置成功并已经开始工作”，用另一台接收机进行部分四等GPS控制点的联测，完成上述操作后，手簿内部自动进行转换参数的求解，然后就可进行具体的测量工作。
4、成果的质量控制
RTK在实际测量中的受限因素包括如下几方面：
（1）受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。产生假值问题采用RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可由选择作业时间来解决。
（2）天空环境影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。在马里水电站工程实际工作中，我们做过试验，在同样的条件和同样的地点上进行RTK测量，上午11：00之前和下午3：30之后，RTK测量结果准而快，而中午时分，很难进行RTK测量。可见选择作业时段的重要性。
（3）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数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑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。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离（一般为几公里，每种机型在不同的环境又各不相同）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，在本次的工程实践中都证明了这一点。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。
（4）初始化能力和所需时间问题。在山区、一般林区、城镇密楼区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用RTK作业时有时需要经常重新初始化，这样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，中海达GPS在本次测量中初始化很快，能解决这一个问题。
（5）通过实际工作中证明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95，RTK比静态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，RTK和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。
控制网布设时采用静态，图根点时利用RTK测量了GPS点的三维坐标，其平面坐标与用GPS静态定位方法测量的成果进行比较，RTK高程与四等水准成果和用静态GPS水准拟合的高程分别进行了比较，结果如下表：单位（m）
从比较结果可知：RTK测设的GPS点平面成果和静态GPS测设的精度比较接近；在高程方面，RTK测设的高程和四等水准高程精度也比较接近；静态GPS水准拟合的高程能满足地形测图的精度需求；RTK测设的平面成果和高程完全可以满足图根控制测量的精度。
5、结语
利用RTK进行测量，不受天气、地形、通视等条件限制，工作效率大大提高。在水利工程测量的加密控制测量、水下地形测量和施工放样等方面，高精度、高效率的完成了水利水电工程方面的测量工作，收效甚大。
参考文献：
[1] GB/T18314--2001，全球定位系统（GPs）测量规范[S].
[2]向垂规.GPS—RTK技术在水利工程测量中的应用[J].贵州水力发电，2010，（6）：40—41.
【关键词】 RTK；水利工程测量；精度
1、引言
由于全球定位系统（GPS）技术的快速发展，GPSRTK技术广泛应用于测量中，因其精度高、实时性和高效性强，成为最先进的技术设备和最经济的测量方法，在很大程度上提高了工作质量和效率。GPS测量系统，在水利工程测量的加密控制测量、水下地形测量和施工放样等方面，高精度、高效率的完成了水利水电工程方面的测量工作，收效甚大。某水电站勘测中，根据工程设计的需要，利用RTK共施测了工程区1：500地形图及河道纵横断面图、水下地形图、5KM（1：1000）输电线路带状地形图、15KM（1：1000）公路带状地形图。在本次的地形测量过程中，运用了RTK技术进行图根控制测量及地形测量，探索了一条进行大面积测量的新路子。现将本次测量工作大情况介绍如下：
2、工程概况
某水电站位于红河一段长不到800m的急流，河床宽度从上游的约1300m变为下游的约300m，并利用了约15m的自然落差。整个测区地势平坦，测区内房屋稠密，若用传统的测量方法，效率低且浪费人力、财力。经过论证，决定用GPS静态定位技术进行首级控制，然后用RTK技术做图根控制進行地形测量。
本次测量使用4台中海达公司的V8star双频RTKGPS接收机，发射和接收电台是内置电台，采用UHF通讯。使用标准天线的35W基准站电台，作业距离可达10到15公里左右，静态定位精度：平面3mm+1ppm×D；高程5mm+1ppm×D；RTK实时定位精度：平面：1cm+5ppm×D；高程：2cm+10ppm×D，3个GPS配套测量手簿。
3、工程施测
3.1准备工作
（1）根据任务的需要，收集有关资料。
（2）对资料分析研究，进行现场踏勘，进行图上设计。
（3）根据目的、精度要求、测区地形、交通状况等选择接收机类型和数量，按优化设计原则和相关规范的要求进行技术设计，制订合理的观测计划。
（4）卫星状况预报，根据测区的地理位置，以及最新的卫星星历，对卫星状况进行预报，作为选择合适的观测时间段的依据。所需预报的卫星状况有卫星的可见性、可供观测的卫星星座、随时间变化的PDOP值、随时间变化的RDOP值等。对于个别有较多或较大障碍物的测站，需要评估障碍物对GPS观测可能产生的不良影响。
3.2测量实施
首先进行四等网首级控制，然后加密一级GPS点，测量方式采用静态和快速静态，各项操作严格按照相关规范要求施测。为了进行高程拟合，在四等网中联测了均匀分布于网中的6个高等级水准点。经过数据处理和基线解算，四等GPS网和一级GPS网的同步环坐标分量闭合差、最弱点点位中误差、最弱边相对中误差、边长相对中误差等项精度均远高于规范规定，获得了高精度的GPS定位成果，这里不再列举。对所有的四等GPS点和一级GPS点按照水准测量规范进行四等水准测量。用GPSRTK技术进行图根控制测量包括，首先将欲作为RTK测量联测控制点的四等GPS点的三维坐标输入计算机，检查无误后，用把数据输入手簿。比较分析四等GPS点和一级GPS点的地理位置，从中选取地势较高、无遮挡的控制点作为基准站的架设点，并且这些点必须远离大功率无线电发射台、变电站、高压输电线等无线电干扰源，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰影响。基准站架设后，对基准站及电台进行必要的设置，待手簿的屏幕提示“基准站设置成功并已经开始工作”，用另一台接收机进行部分四等GPS控制点的联测，完成上述操作后，手簿内部自动进行转换参数的求解，然后就可进行具体的测量工作。
4、成果的质量控制
RTK在实际测量中的受限因素包括如下几方面：
（1）受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。产生假值问题采用RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可由选择作业时间来解决。
（2）天空环境影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。在马里水电站工程实际工作中，我们做过试验，在同样的条件和同样的地点上进行RTK测量，上午11：00之前和下午3：30之后，RTK测量结果准而快，而中午时分，很难进行RTK测量。可见选择作业时段的重要性。
（3）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数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑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。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离（一般为几公里，每种机型在不同的环境又各不相同）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，在本次的工程实践中都证明了这一点。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。
（4）初始化能力和所需时间问题。在山区、一般林区、城镇密楼区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用RTK作业时有时需要经常重新初始化，这样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，中海达GPS在本次测量中初始化很快，能解决这一个问题。
（5）通过实际工作中证明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95，RTK比静态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，RTK和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。
控制网布设时采用静态，图根点时利用RTK测量了GPS点的三维坐标，其平面坐标与用GPS静态定位方法测量的成果进行比较，RTK高程与四等水准成果和用静态GPS水准拟合的高程分别进行了比较，结果如下表：单位（m）
从比较结果可知：RTK测设的GPS点平面成果和静态GPS测设的精度比较接近；在高程方面，RTK测设的高程和四等水准高程精度也比较接近；静态GPS水准拟合的高程能满足地形测图的精度需求；RTK测设的平面成果和高程完全可以满足图根控制测量的精度。
5、结语
利用RTK进行测量，不受天气、地形、通视等条件限制，工作效率大大提高。在水利工程测量的加密控制测量、水下地形测量和施工放样等方面，高精度、高效率的完成了水利水电工程方面的测量工作，收效甚大。
参考文献：
[1] GB/T18314--2001，全球定位系统（GPs）测量规范[S].
[2]向垂规.GPS—RTK技术在水利工程测量中的应用[J].贵州水力发电，2010，（6）：40—41.