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【摘 要】 随着社会建设进程的不断深入，我国水利工程建设也取得到显著的进步。如何在保障工程测量精度的同时实现测量效率的有效提高，已成为众多工程建设人员面临的重要课题。本文对GPSRTK测量技术特点及GPS-RTK在水利工程测量中的应用进行了分析和探讨。
【关键词】 GPS技术水利工程测量应用
1. GPS RTK测量技术特点
GPS RTK测量技术具有十分明显的优势：
1）测量速度快。RTK静止2s后就可以得到测量点的三维坐标，目前的双模GPS-RTK系统可以直接得到北京坐标系和西安坐标系的点位和青岛高程的精确坐标值。
2）作业距离远。一次稳站，两台RTK可以在半径15km的区域内自由活动，只要保证上空开阔，RTK和GPS之间不需要直接互望。
3）内业简单。因为专业的GPS-RTK配合CASS7.0可以直接实现点位数据的自动记录、自动平差、批量导入和自动成图，节约了大量的内业计算和绘图时间。
2. GPS-RTK在水利工程测量中的应用
2.1加密控制点
水利工程的控制测量中，因为精度要求较高，施工条件复杂，所以往往耗费大量的人力财力物力。而如果使用了GPS-RTK辅助加密控制点测量，只需要使用全站仪使用边角法在15km范围内布置大约3～5个控制点就可以完成基础的控制点布置。使用控制点对GPS-RTK校准后，采用1+2的模式进行测量，2个走点人员每天可以测量40个以上的加密控制点。且其测量精度都可以达到厘米级别。GPS-RTK进行加密控制点测量时，之前的控制点之间无需对望就可以实现最初的校准。
2.2水下测量
采用传统的六分仪测量法以及三杆分度仪测量法，往往精度只能达到分米级别，无法实现精确的工程测量。且传统测量方法人员配置多、工作量大，工作条件需要涉水较为恶劣。而采用GPS-RTK测量法的逐渐普及，采用GPS配合测深仪进行的水下测量就实现了极大的便利。采用徕卡GPS530动态GPS测量仪和中海达单（双）频测深仪，联合手提电脑上安装的专业海洋测量软件，则可以在船上直接读出河床的GPS数据，特别是对于河床高程进行较为详细的记录。而且，自动化的海洋测量软件，可以在测量的同时自动成图，还可以勾画出高接解析度的河床基础模型。海洋测绘软件导出的*.dat文件，可以直接被CASS7.0读取，与地籍管理系统实现对接。以往在地籍管理系统中仅对区域内的水体边缘进行了测量，没有对于水底河床进行测量，在本次地理信息调查中，我们采用的新测量方法，可以更加精确的对于水下地形进行全面详细的管理。
2.3施工放样
GPS-RTK模式下，最大的测量优势在于施工放样的测量上，使用GPS稳站后，可以快速的对于整个区域进行高密度的放样测量，因为RTK每2秒就可以取得一个点的精确三维坐标，所以，施工放样测量的速度仅取决于走点人员的走动速度。在这种模式下，配合山地自行车或者沙滩车等辅助工具，放樣走点人员可以快速的对整个区域进行走点放样，实现高速的放样测量。甚至4个测量人员采用1+2模式，可以用短短几个小时的时间，对整个水库工地进行放样测量，这种放样测量对于水库水位管理等具有非常现实的意义。
2.4数字化地形图测量
在蓄水工程开始前，需要对周边很大面积的地形进行控制，这种控制对于蓄水面积和村庄及其他设施的搬迁规划有着重要的意义。对于因为水库蓄水地区往往是在山区，其地形起伏较大，地形控制点取点较密。而采用全站仪的边角法测量，因为视野不开阔需要频繁移站，可能对一个水库的地形控制点测量需要数个月的时间，消耗大量的人力物力财力。而如今，采用GPS加密控制点测量法，只需要用全站仪在区域内防止几个控制点，然后采用GPS-RTK，可以在短短数周内完成对整个区域的数字化地形图测量。
2.5地物GIS数据采集
在水利施工过程中，需要对某些地物进行GIS数据采集，比如需要沉入水底的就地保护的文物，以及区域内新建或者改建的信号塔及其他公共基础设施。这些地物的采集，因为测量点数少，如果单独使用全站仪从附近的控制点进行测量，可能会带来很低的控制效率。而如果采用GPS进行稳站测量，可以在很短的时间内使用很少的人力对这些地物点进行精确控制。
3. GPS-RTK的局限性及弥补方法
3.1天气原因
在阴雨天气，因为云层反射了卫星信号，GPS的测量受到很大的影响，甚至出现无法初始化的情况。对于需要较紧急测量的任务，在天气不好的情况下就无法使用GPS-RTK来完成。同时，夏季的正午时分，虽然天气晴朗没有云层覆盖，但是因为电离层活动剧烈，会反射大量的卫星信号导致GPS出现无法初始化的情况，以致测量精度无法控制在工程要求的范围内。另外，大风天也可能因为空气介质的扰动增加，也会引起测量精度的下降。
3.2数据链路障碍
因为水利水电工程常常在山区施工，在比较陡峻的山崖下，可能会较严重的影响到卫星信号的GPS-RTK的互传信号。另外，高达树木、岩洞附近等区域，也可能会因为空域不开阔导致测量信号的波动。如果附近存在高压线等高压工频干扰源时，也可能会造成电台数据传输的信号干扰，使得RTK的响应速度下降，或者测量精度降低。
3.3测量成果质量控制方法
因为GPS-RTK的优缺点并存，具有测量方便，效率高等优点的同时，还存在精准度变化多，测量容易被干扰的缺点。所以，我们采用了一系列的质量控制方法对其进行控制。（1）已知点检核比较。通过对已知点位控制点的反复测量，可以对于GPS-RTK系统的测量精度进行评估和校准。也可以使用全站仪与GPS-RTK共同测量几个点位进行比较。因为全站仪的测量结果相对稳定，所以，可以实现对于GPS-RTK的准确率进行一些提升。（2）测重比较法。每次初始化后对多个已知点进行反复测量，对于上次测量进行校准，进而对其他测量点进行测量，这样可以基本确保测量的准确性。
4. 结束语
通过多次工程实践，GPS-RTK系统在水利水电工程施工中发挥了重要的作用，通过该系统，可以实现较为精确、迅速的工程施工测量，为水利水电工程的施工提供了强有力的地形数据支持。
参考文献：
[1]王耀华，尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材，2011（10）：103-106.
【关键词】 GPS技术水利工程测量应用
1. GPS RTK测量技术特点
GPS RTK测量技术具有十分明显的优势：
1）测量速度快。RTK静止2s后就可以得到测量点的三维坐标，目前的双模GPS-RTK系统可以直接得到北京坐标系和西安坐标系的点位和青岛高程的精确坐标值。
2）作业距离远。一次稳站，两台RTK可以在半径15km的区域内自由活动，只要保证上空开阔，RTK和GPS之间不需要直接互望。
3）内业简单。因为专业的GPS-RTK配合CASS7.0可以直接实现点位数据的自动记录、自动平差、批量导入和自动成图，节约了大量的内业计算和绘图时间。
2. GPS-RTK在水利工程测量中的应用
2.1加密控制点
水利工程的控制测量中，因为精度要求较高，施工条件复杂，所以往往耗费大量的人力财力物力。而如果使用了GPS-RTK辅助加密控制点测量，只需要使用全站仪使用边角法在15km范围内布置大约3～5个控制点就可以完成基础的控制点布置。使用控制点对GPS-RTK校准后，采用1+2的模式进行测量，2个走点人员每天可以测量40个以上的加密控制点。且其测量精度都可以达到厘米级别。GPS-RTK进行加密控制点测量时，之前的控制点之间无需对望就可以实现最初的校准。
2.2水下测量
采用传统的六分仪测量法以及三杆分度仪测量法，往往精度只能达到分米级别，无法实现精确的工程测量。且传统测量方法人员配置多、工作量大，工作条件需要涉水较为恶劣。而采用GPS-RTK测量法的逐渐普及，采用GPS配合测深仪进行的水下测量就实现了极大的便利。采用徕卡GPS530动态GPS测量仪和中海达单（双）频测深仪，联合手提电脑上安装的专业海洋测量软件，则可以在船上直接读出河床的GPS数据，特别是对于河床高程进行较为详细的记录。而且，自动化的海洋测量软件，可以在测量的同时自动成图，还可以勾画出高接解析度的河床基础模型。海洋测绘软件导出的*.dat文件，可以直接被CASS7.0读取，与地籍管理系统实现对接。以往在地籍管理系统中仅对区域内的水体边缘进行了测量，没有对于水底河床进行测量，在本次地理信息调查中，我们采用的新测量方法，可以更加精确的对于水下地形进行全面详细的管理。
2.3施工放样
GPS-RTK模式下，最大的测量优势在于施工放样的测量上，使用GPS稳站后，可以快速的对于整个区域进行高密度的放样测量，因为RTK每2秒就可以取得一个点的精确三维坐标，所以，施工放样测量的速度仅取决于走点人员的走动速度。在这种模式下，配合山地自行车或者沙滩车等辅助工具，放樣走点人员可以快速的对整个区域进行走点放样，实现高速的放样测量。甚至4个测量人员采用1+2模式，可以用短短几个小时的时间，对整个水库工地进行放样测量，这种放样测量对于水库水位管理等具有非常现实的意义。
2.4数字化地形图测量
在蓄水工程开始前，需要对周边很大面积的地形进行控制，这种控制对于蓄水面积和村庄及其他设施的搬迁规划有着重要的意义。对于因为水库蓄水地区往往是在山区，其地形起伏较大，地形控制点取点较密。而采用全站仪的边角法测量，因为视野不开阔需要频繁移站，可能对一个水库的地形控制点测量需要数个月的时间，消耗大量的人力物力财力。而如今，采用GPS加密控制点测量法，只需要用全站仪在区域内防止几个控制点，然后采用GPS-RTK，可以在短短数周内完成对整个区域的数字化地形图测量。
2.5地物GIS数据采集
在水利施工过程中，需要对某些地物进行GIS数据采集，比如需要沉入水底的就地保护的文物，以及区域内新建或者改建的信号塔及其他公共基础设施。这些地物的采集，因为测量点数少，如果单独使用全站仪从附近的控制点进行测量，可能会带来很低的控制效率。而如果采用GPS进行稳站测量，可以在很短的时间内使用很少的人力对这些地物点进行精确控制。
3. GPS-RTK的局限性及弥补方法
3.1天气原因
在阴雨天气，因为云层反射了卫星信号，GPS的测量受到很大的影响，甚至出现无法初始化的情况。对于需要较紧急测量的任务，在天气不好的情况下就无法使用GPS-RTK来完成。同时，夏季的正午时分，虽然天气晴朗没有云层覆盖，但是因为电离层活动剧烈，会反射大量的卫星信号导致GPS出现无法初始化的情况，以致测量精度无法控制在工程要求的范围内。另外，大风天也可能因为空气介质的扰动增加，也会引起测量精度的下降。
3.2数据链路障碍
因为水利水电工程常常在山区施工，在比较陡峻的山崖下，可能会较严重的影响到卫星信号的GPS-RTK的互传信号。另外，高达树木、岩洞附近等区域，也可能会因为空域不开阔导致测量信号的波动。如果附近存在高压线等高压工频干扰源时，也可能会造成电台数据传输的信号干扰，使得RTK的响应速度下降，或者测量精度降低。
3.3测量成果质量控制方法
因为GPS-RTK的优缺点并存，具有测量方便，效率高等优点的同时，还存在精准度变化多，测量容易被干扰的缺点。所以，我们采用了一系列的质量控制方法对其进行控制。（1）已知点检核比较。通过对已知点位控制点的反复测量，可以对于GPS-RTK系统的测量精度进行评估和校准。也可以使用全站仪与GPS-RTK共同测量几个点位进行比较。因为全站仪的测量结果相对稳定，所以，可以实现对于GPS-RTK的准确率进行一些提升。（2）测重比较法。每次初始化后对多个已知点进行反复测量，对于上次测量进行校准，进而对其他测量点进行测量，这样可以基本确保测量的准确性。
4. 结束语
通过多次工程实践，GPS-RTK系统在水利水电工程施工中发挥了重要的作用，通过该系统，可以实现较为精确、迅速的工程施工测量，为水利水电工程的施工提供了强有力的地形数据支持。
参考文献：
[1]王耀华，尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材，2011（10）：103-106.