有关现代测绘技术用于水利干渠工程分析

有关现代测绘技术用于水利干渠工程分析有关现代测绘技术用于水利干渠项目分析

1.引言

水利干渠项目作为现代水利项目的重要组成局部，主要目的是协调全国各地水资源分配不均匀的现状，比方南水北调项目。水利干渠项目能够很大程度上满足人们的用水需求，但是也存在一定的难度，主要集中于下列两个方面：范围广、时间长、跨度大，对于测绘技术的要求比拟严格，且要求在一定时间内完成；测绘仪器的要求精度高，必须实时地在多个采样点取样。因此，如何根据测绘项目的不同，选择测绘伎俩，并保证项目能够快速、高效地完成已成为当前测绘学家的研究热点。

2.当前水利项目中测绘技术

2.1新型技术RTK的应用

2.1.1RTK技术根本原理

RTK技术是一种新型的测绘技术，是测绘项目实现在野外实时测绘的标志性技术。GPS-RTK技术是将GPS系统与RTK技术结合起来，是GPS系统得以应用的里程碑式技术。该技术通过监测载波相位观测值，利用RTK技术进行计算，其计算精度可以到达厘米级。GPS-RTK两项技术的结合为测绘领域带来了新的曙光。RTK技术运行过程中，必须由至少两台GPS移动站配合进行。GPS-RTK联用技术的运行应该保证实时跟踪至少4颗卫星，且每一颗卫星的发射的信号强度也有一定要求。通常来说，GPS的监测是基于一台GPS定位建成的基准站和多台GPS定位组成的流动站。基准站和流动站的测定原理根本相似，二者相互配合，完成对数据的监测，缺一不可。其原理都是通过卫星监测，由基准站向流动站提供所监测到的数据，流动站经过一系列运算，分析结果为厘米级精度为止，从而到达数据的成功传输，并形成对于这些卫星的实时动态监测。

2.1.2RTK技术的主要特点

〔1〕各监测站的位置设定更为自由。传统监测站要完成实时监测，必须保证各监测站之间的位置在能够互相通视的范围之内。现在所采用的新型GPS技术相比传统技术而言，能够更加灵活地设定监测站所在位置，无需保证是否在相互的通视范围，仅保持监测站能够实时检测信号即可。因此，GPS技术需要保证监测站上空开阔，能够及时监测到GPS信号和卫星所传输信号。

〔2〕覆盖范围广。传统监测伎俩需要保证监测站位置在彼此的通视范围，这在很大程度上限制了监测站的广泛建立，因此覆盖范围较窄。采用RTK测量技术，不仅可以防止监测站位置的冲突，还可以拓宽监测覆盖面积。只要在15km的范围内，有大于3个监测点，就可以实时计算出相应参数。因此，RTK测量技术覆盖范围广泛，有效防止了传统测量技术的缺点。

〔3〕测量准确度高。GPS测试技术能够实时传输有效数据，保证数据的有效性和准确性，从而保证测量精度。目前，在动态测试情况下，GPS测试精度可以到达10-±20mm，该精度已经能够满足一般情况下的精度要求。动态测试情况下，GPS测试精度可以到达5mm+1ppm，GPS测量的优势还会随着测量相对距离的增加而增加。

〔4〕完成监测所需时间较短。随着科技的不断开展，GPS测量技术也在发生着日新月异的变化。现在，GPS测量技术的监测时间维持在1-2小时。如果采用静态定位法，所需时间会缩短为20分钟，如果采用动态定位法，所需时间会更短，可能只需几秒而已。

〔5〕能够更加具体的提供位置信息。GPS测量技术能够同时进行三维监测，提供三维坐标数据，因此所提供的信息更加准确，可到达更高的精度要求。

〔6〕操作流程简单。GPS-RTK测量技术比传统测量技术方便操作，只要完成架设工作，工作人员进行几项简单的工作，如仪器的开启与关闭，量取仪器高度以及及时检查仪器是否处于正常的工作状态，就能保证数据的正常获得。在测量过程中，测量人员应该携带GPS走到测量点，完成对于数据的获取、记录、分析、计算工作。

〔7〕工作时间长。只要保证有足够强度的信号，GPS测量技术就能保持工作状态。GPS卫星在全球各地合理分布，根本不受天气约束。

2.2GPS-RTK技术的应用现状及应用前景

作为首批中小河流治理工程的代表，唐河治理项目备受瞩目。唐河河道较长，河道内外高度差距较大，且周围树木较多，导致其通视条件较差。采用传统的测量技术很难实现实时监测。因此，在唐河的治理项目中采用了新型的GPS-RTK技术。主要目的是测量河道的横纵截面，描绘出唐河的地形图，确保施工便利。施工阶段存在的测量任务有放线测量、项目完工时的验收测量等。

传统的测量办法耗时耗力，首先要在测试区间合理布置控制点，且各控制点必须在各自通视区内，然后进行图根点的布置，并对地形地貌等进行测量，且与控制点的布置相同，图根点的布置也要在相互通视区内。这种传统办法不仅测量精度不高，还十分耗损人力，完成一次粗略测量需要3-4人协同工作，且一旦发现有漏洞存在，就要重新测量。

采用GPS-RTK技术不仅能保证测量精度，更大大地减少了人力耗损。在测量过程中，只需要测量人员手持GPS在测量点停留几秒，就能够获得精准的数据，由专业人员分析，获得所需测量值。

从唐河治理项目可以看出，GPSRTK技术与传统技术相比，方便快捷，不仅能在较短时间内完成项目的测量，还提升了项目精度，减少了人力的损耗，大大提高了项目的效率。

3.现有技术的缺陷

尽管GPS-RTK测量技术有着众多好处，不仅能够保证测量精度，还能够更加高效地完成项目测量。然而，任何一项技术都有其缺点，GPSRTK测量技术也是一样，目前，这项技术存在的缺点主要概括为下列几个方面：3.1数据传输过程仍需要时间

GPS-RTK测量技术虽然能够很快地实现数据的获取和处理，但是在数据从获得到处理阶段，仍然需要一定的传输过程，不能够实时传输到处理人员处。这样就会导致业内电脑无法及时获得数据，不能对数据进行处理。

3.2地下数据的获取仍然存在一定难度

在测量地下数据时，误差很大，不能获得精准的数据，后续分析自然也会存在一定的误差。

3.3目前GPS-RTK测量技术开展仍有待完善

虽然GPS-RTK测量技术能够根本上满足测量需求，其优点显而易见，但是进行水下测量仍存在很大难度，不能实时获取数据，因此，该技术仍有待完善和开发。

3.4历史原因的影响

我国在项目历史上存在四套不同的规范，分别是高层测量规范和平面测量规范各两套。因此，GPS-RTK测试技术的实施也存在很大问题。

4.以南水北调中线项目为例的测绘应用

因为我国水资源分布不均匀，于是国家开启了南水北调项目，将水资源从汉江一带调到华北以及西北地区，均衡我国水资源的分配，改变华北西北地区缺水的困境。南水北调项目主要分为三条项目线路，分别是位于东部的东线项目，位于汗水和丹江口的中线项目和位于青藏高原的西线项目。

2022年，中线项目已经正式通水。将其中的某一干渠作为研究对象，重中之重就是完成该干渠的平面控制测量工作。传统的测量伎俩较为迟缓，精度不高，且人力损耗大，过程冗繁。采用新型GPS-RTK测量技术，能够在减少人力损耗的情况下，快速完成测量过程，且测量结果精度高，不需要重复测量，过程简单便利，不受天气等因素影响。

然而，在实际测量过程中仍然存在一定的问题，表现最为明显的就是干渠周边的农田和树木妨碍了信号传输，使得GPS-RTK测量技术运行不畅。基于此，网络信号传输技术应运而生。该技术能够准确获取三维数据，精度高，尤其在层峦叠嶂的高山区更为精准，能够有效地防止信号被树木农田遮挡的问题。

5.结论与开展趋势

水是人类赖以生存的重要资源，我国水资源分布不均匀的现状导致了华北西北地区极度缺水。针对这种情况，我国政府及时采取措施，开启了南水北调等项目。在这些项目的实时测量过程中，传统