GPS-RTK在北江航道测量中的作用

浅谈GPS-RTK在北江航道测量中的作用摘要：在内河航道测量中，急需实时准确地反映航道水深变化的航道水深地形图。

而gps定位技术的准确性和gps-rtk测量的实用性，非常适合现代航道测量，它保证了航道测量的精度和测量时间。

本文结合北江中游航道整治工程航道测量中gps-rtk实践应用，说明了gps-r tk在现代航道测量中重要性。

关键词：gps；rtk；航道测量；作用
中图分类号： [p258] 文献标识码： a 文章编号：
1引言
gps测绘定位技术在航道工程测量中的应用，开辟了现代航道测量的新时代，以往的内河航道测量经历了三角导线测量、全站仪测距导线测量和交会法水深测量等时代，工作进度慢、效率低，且得花费大量的人力物力，而gps测绘定位技术在航道工程测量中的应用，大大地节省了测量时间，提高了测量精度。

我局测量队在北江中游航道整治工程的航道测量中，合理使用gps-rtk定位仪的组合，提高了野外测量效率，在花费极少的情况下快速地完成了所需的航道数字化水深地形图。

2 gps定位技术和电子经纬仪
2.1 gps技术概况全球定位系统gps （globalpositioningsystem）是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

gps主要
由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。

gps空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。

24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为550，卫星的平均高度为20200km，运行周期为11h58min。

卫星用l波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。

在地球的任何地点、任何时刻在高度150以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。

gps地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。

主控站根据各监测站对gps卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

gps用户设备由gps接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。

gps接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号、跟踪卫星的运行、并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出gps接收机中心（测站点）的三维坐标。

利用gps静态技术可以进行高级导线点控制测量。

2.2实时动态（r tk）技术实时动态（rtk）定位技术是以载波相位观测植为根据的实时差分gps（rtdgps）技术，它是gps测量技术发展的一个新突破。

实时动态定位（rtk）系统由基准站、流动站和电脑手簿组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收
机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，通过蓝牙装置连接流动站和计算机手簿，随机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。

利用实时动态（rtk）技术可以进行碎部地形点的测量。

3 gps-rtk在北江中游航道整治工程航道测量中的实际应用
3.1工程概况、测量内容和设备
北江中游航道整治工程是广东省内河航道第四批世界银行贷款项目，本次测量河段为北江飞来峡枢纽至飞来峡峡谷和伦洲至清远北江公路大桥二河段。

测量的内容包括：
1）两河段水深测量。

2）陆域部分：绘图水位以上地形套用03年测图，绘图水位以下部分新测。

3）测出所有整治建筑物和航标。

4 ) 测出坝根、坝中、坝头的坐标和高程，标示坝轴线。

5 ) 在测区范围内发现原控制点损坏严重的，补设测量控制点。

直接利用该工程2003年测量的控制点，在测区范围内发现原控制点损坏严重的，补设测量控制点。

伦洲至清远段控制点损坏较严重，飞来峡枢纽至峡谷段控制点基本能满足测量要求。

控制点采用rtk直接加密。

具体方法是采用一个控制点进行基站设置，然后用gps-rtk去检验第二个控制点，导线点点位比对值小于5cm，图根点点位比对值小于10cm，当数据检验无误后，再根据测图需要用
rtk加密平高控制。

6）投入仪器设备：
3.2平面、高程控制测量
直接利用该工程2003年测量的控制点，在测区范围内发现原控制点损坏严重的，补设测量控制点。

伦洲至清远段控制点损坏较严重，飞来峡枢纽至峡谷段控制点基本能满足测量要求。

控制点采用rtk直接加密。

具体方法是采用一个控制点进行基站设置，然后用gps-rtk去检验第二个控制点，导线点点位比对值小于5cm，图根点点位比对值小于10cm，当数据检验无误后，再根据测图需要用rtk加密平高控制。

3.3 地形测量
3.3.1绘图水位以上地形套用03年测图，绘图水位以下部分新测。

在绘图水位零线以内的地形，有较大变化的沙滩，所有整治建筑物，石坝均以极坐标法进行新测，用三角高程法测定各测点的标高。

3.3.2测出坝根、坝中、坝头的坐标和高程，标示坝轴线。

3.3.3本项目采用全站仪配合南方cass6.0成图软件施测，各地形点的平面位置及标高均由电子平板采用视距极坐标法采集和自动储存，实现外业现场初步成图，确保数据采集的可靠性。

3.4 水深测量
3.4.1无验潮水下地形测量
该项目地处山区河流，水位落差较大，为了提高测量数据的精确性和合理性，此次水深测量采用在测绘行业中已得到普遍认可的gps（rtk）无验潮的方法进行水下地形测量。

与传统的验潮法相比，无验潮水下地形测量具有如下优势：
(1) 无须验潮数据，减少工作量。

验潮法需要专门的人员测量水位或者到相关部门获取测量时段的水位数据。

无验潮法只需在采集水深的同时在同一台电脑上采集gps三维数据。

每个水位都同步、精确，提高精度。

gps高程数据更新速度达10hz,每个水深点都对应精确的水位值，无须内插或外推整个区域的水位。

(2)减少浪涌等引起的误差。

验潮法测量中由于浪涌影响，探头上下起伏使得测得的水深有瞬时误差，在最终的数据中无法消除。

而无验潮法是通过gps天线高程来推算水下高程的，天线与探头的相对位置固定，无论船怎样上下波动都不会改变处理后的水下高程。

(3) 数据处理方便、快捷。

由于所有的数据都采集到一个文件中，并且存在计算机中，减少获取和编辑潮位数据的时间，即时能进行后处理，编辑水下地形图或断面图。

3.4.2计划线布设
在水深测量中测深线的布设原则是垂直于岸线方向，每条测深线的位置事前布设在电脑中，其图上间距1.5㎝，测深定位点图上间距小于0.7㎝。

3.4.3测深、定位方法
水深测量采用数字化回声测深仪测量水深，gps（rtk）实时差分进行三维定位，并将测深仪、gps与电脑三者连接，通过中海达测量软件采集数据并存储在电脑中。

数据文件同时记录水深、平面坐标和水面高程。

浅水区的水深由人工用测深杆探水施测，人工记录水深与定位数据，连同电脑自动采集的水深与定位数据一起进行处理后成图。

3.4.4 质量及精度统计
测前在高级点上对rtk gps接收机进行检验和比对，gps定位观测中误差小于3cm，远远小于规范1:500测图图上1.5mm精度的要求。

10％的标位测段设置临时水尺，测深过程中将rtk测得的实时水位与水尺观测所得水位进行比较，较差小于5cm；将用水尺观测水位的测深方法和无验潮测深方法换算的绘图水深值相比较，差值小于10cm。

测深检查线垂直于主测深线，其长度大于主测深线总长度的5%，重合点深度比对互差符合规范要求；测深线间距与测点最大间距分别小于图上1.5cm和0.7cm，符合规范要求。

4.结论
4.1在航道测量中，尽量发挥gps（rtk）高精度，高效益、方便快捷的优点，能提高测量的精度和效率。

4.2 gps（rtk）的作用在以后航道测量中将越来越重要。