港口码头测量中GPS-RTK技术的应用剖析
来源:用户上传
作者:
摘 要：随着我国经济的不断发展，海洋开发的规模也越来越大，带来的经济价值也越来越高。在海洋开发逐步向深水化和大型化发展的过程中，对于港口码头的要求也越来越高。港口码头的施工，离不开精准的测量技术，其中GPS-RTK技术就是重要的测量技术之一。基于此，本文将重点探讨和分析港口码头测量中GPS-RTK技术的应用。首先，我们就GPS-RTK技术及其他特点做简要说明;然后重点分析其在港口码头的应用。
关键词：港口码头;测量;GPS-RTK技术
中图分类号：U652;U656.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0094-02
0 引言
随着我国经济的不断发展，海洋开发的规模也越来越大，带来的经济价值也越来越高。在海洋开发逐步向深水化和大型化发展的过程中，对于港口码头的要求也越来越高。港口码头的施工，离不开精准的测量技术，其中GPS-RTK技术就是重要的测量技术之一。
1 GPS-RTK技术概述
生活中，我们对于GPS这一称呼已经非常熟悉，就是全球定位系统（Global Positioning System，GPS）。这是基于美国GPS卫星导航，可以实现全天候、全方位的定位服务的系统和设备。根据当前GPS所能够提供的具体坐标的精度，以及其提供的坐标的形式，有不同的分类方法，包括为毫米级、厘米级、静态、动态后处理、RTK、RTD等不同的测量设备和测量方法。RTK（Real Time Kinematic，实时动态）就是其中的一种[1]。
GPS-RTK技术，就是在GPS接受设备中，装入运算速度较高、体积微小的计算机;这样该设备用于在外测量的时候，能够为我们提供厘米级测量数据;在动态测量的过程中，通过基准站的作业，将当前的实时GPS信号、观测的信号，通过电台送至流动站;然后在流动站对其实施相应的处理，从而计算出基准站与流动站之间的坐标差;这以数据在结合基准站坐标，就能够计算出流动站每个点左边。最初得到流动站的的每个点的坐标和海拔等数据。
科技的发展改变就了人们生活中的各个行业和领域，GPS-RTK技术的出现不仅是地面测量的一次革命性突破，使得三维测量成为了现实[2]。不得不说，正是GPS-RTK技术的成熟并广泛运用，使得测绘技术迈上了一个崭新的台阶。就当前测绘工作中使用的各种测绘技术来看，GPS-RTK技术的定位精准度最高，效率最高，而且还有更为显著的优势在于不需要点位通视，这也大大的降低了对人工的依赖，自动化水平有了很大的提升;再加上GPS-RTK技术的误差累计小，所以各种测量成果可以很好的整合统一;另外，GPS-RTK技术的操作简单，满足全天候作业的需求，所以在测绘工作中受到了一致好评。
2 GPS-RTK技术的特点
就当前的地形测量工作来看，主要包括了两部分内容，一是控制测量，二是地形地貌测绘。在GPS-RTK技术出现以前，人们使用的传统技术，不但成图的耗时较长，而且得到的数据精度较为粗糙，但依然需要耗費极大的人工作业。所以，随着GPS-RTK技术的出现，传统技术已经逐步被淘汰。今天，测绘行业已经普遍使用了全数字地形测图。在各种先进测量仪器的帮助下，包括GPS接收机。全站仪等等，再运用各种自动化成图软件，最终生成模拟式数字图[3]。这也使得测图工作的强度和作业量都大大降低。就GPS-RTK技术的特点来看，包括了一下几个方面：
第一，GPS-RTK技术的出现，使得内外业界限被全部打破，这样一来测量工作的流程得到了大幅简化，测绘工作实现了从首级控制到最终成图之间的完全一体化作业，使得作业效率大大提升。第二，GPS-RTK技术的出现，使得原本的分级布、逐级控制的测量原则被突破，总而使得测量工作的工作量得到了大幅缩减;在实际工作中，能够实现一次性针对一个测区的布网，而控制网可以任意混合;与传统测量模式相比，控制点的数量极大的降低;并且还能够实现图根控制与碎部测量的并行化。第三，运用GPS-RTK技术展开测量，不需要实现画草图，只需要依据相应的格式，将碎部点做好完整的记录，包括点名、编码等，便于信息被测图软件识别即可。第四，运用GPS-RTK技术实施碎部测量，不会受到涂覆边界的影响;对于外业可以实不分幅作业，对于内业则可以实现自动分幅和接边处理。第五，GPS-RTK技术能够实现很高的测量精度;能够达到1∶500的高精度要求;而且采用该技术测量，没有误差累计，分布非常均匀，所以用来作为大比例尺测图非常理想。第六，GPS-RTK技术的操作非常便捷，而且具有很好的机动性;这些都使得GPS-RTK测量的效率非常高，而且人工作业强度大大降低。特别是在通视条件不佳的情况下，其优势越发显著。在测量过程中，为了使得测量数据具有更高的精度标准，首先必须要得到与测量地区相匹配的坐标系和水准面模型转换参数。当前的实践经验表明，GPS-RTK技术可以广泛应用于四等及其以下级别控制测量。
3 GPS-RTK技术在沉桩中的精度计算
根据当前GPS-RTK技术的实际应用状况来看，该技术在沉桩中的构成，主要包括了以下的主要部分，一是基准接收机;二是流动站接收机，通常需要两台;三是其他辅助设备。各设备的具体布置状况如下：将基准站建立在港口岸上;在打桩船前方，布置流动站，通常设定为左右流动站两个。具体可参见如图1所示。
这样，在实际测量中，只要嫩够得到基准站信号，就能够得到其具体的坐标。然后，将上图中的A、B、C三点相连，就能够得出具体的C的坐标位置。
运用极坐标对其精度展开分析：
通过上面的公式，我们就能够了解到测距仪的精度水平;然后根据测距仪的计算，可以得出如下，当其精度要求在5mm±3ppm时，我们就能够得到b为36m，c为19m;进而算出基准站与流动站的距离5000m。此外，我们还可以计算出m为6.4273mm。由此我们可以判断出，平面精度与设计需求之间是符合的，进而我们可以得出如下结论，C点高程精度，符合相关的要求和规定。 4 GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用
GPS-RTK技术当前在测量领域中的应用非常广泛，其中港口码头工程是重要的应用方位。就其实际应用来看，GPS-RTK技术在港口码头测量中的方法，通常有如下的三种，分别是定线测量、平面断面测量，以及定位测量。所谓定线测量[4]，首先需要基于初始坐标，明确一个转角点，然后依次为基础设定初设线路，并且结合实际的地形地貌特征，设置之现状和平面状。而平面断面测量，则是测量目标地形中线两侧完成地形地物测量，最后实施数字化成图作业。通常这样的测量过程，包括如下的四个步骤，分别是建立基准站，确定转化参数、线路施测和业内成图。
4.1 建立基准站
在整个GPS-RTK测量的过程中，基准站的设置，是非常重要的核心步骤，所以务必要选择恰当的位置。一般情况下，选择地势相对较高，且具有方便的交通条件的地方建设，这样能够有利于卫星信号的接受和发射，保证测量过程的顺畅性。
4.2 确定转化参数
我们在测量过程中，采用相对坐标模式，高程相对高程。就具体操作来说，首先完成基准站的设备架设，确保各种设备运转的梁皓星，然后将仪器设备的斜高输入完成，挺拔通过接收器完成坐标的读取和保存作业。在将系统的蓝牙通讯方式打开，与电台建立顺畅的连接后，将假定施工坐标输入系统，进而求出转化参数。将参数配置打开，并将得到的参数输入其中完成转化，使之成为相对坐标。按照以上的方法完成基准站设置后，再使用相同的方法完成流动站的设置;彼此之间的坐标务必要保证相互一致。完成配置以后，再通过监控，确保两台流动站的采集数据是否完整和正确，防止任何错误的输入造成的影响。在测量过程中，GPS-RTK的实施测量值，与数据链性能之间有很密切的关系，并且各观测之间相互无影响，所以我们要想判断数据的准确性，就只能与以前的测量数据展开对比，以保证基准站、流动站的参数设置无误，并且确保数据链正常。正常情况下，在持续观测一段时间以后，在完成前都应当实施这样的动作，确保设备状态良好，得到的数据精准度足够[5]。
4.3 线路施测
在充分了解了GPS定位系统布点原则的基础上，我们对施测区域的特点展开观测。结合二者的情况，布置二十个控制点，然后对中线、线路桩位野外数据采集。具体作业过程中，可将人员按照两组展开工作安排。第一组完成线路踏勘，了解地形地貌，确定出线路转点;第二组在收到采集数据以后，通过GPS-RTK的防线功能，确定直线方向。
4.4 内业作图
外业RTK测量，得到的是数据库文件，无法直接通过图像软件使用，所以需要对其实施成圖作业。通过“导出”功能，将文件出入电脑;然后根据实际需要将其转化为想要的格式，进而完成数字化断面成图作业。
5 结语
综上所述，GPS-RTK在测量领域中的应用非常广泛，港口码头测量也是其重要的工作范围。作为一种测量的新技术，未来还会持续发展，不断优化。因此，对于测量工作者来说，必须要掌握并合理运用该技术的能力，才能为社会做出更大贡献。
参考文献
[1] 刘国瑞.港口码头测量中GPS-RTK技术的应用剖析[J].科技展望，2015，25（28）：148.
[2] 潘洁晨，杨明东.GPS定位系统在海洋工程中的应用——以月东油田人工岛为例[J].河南工程学院学报（自然科学版），2010，22（04）：38-41.
[3] 常峥.浅谈GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用[J].科技创新导报，2010（35）：106.
[4] 陈祥.GPS-RTK配合数字测深仪在水下地形测量中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012（07）：165-166.
[5] 黄夏幸.GPS-RTK技术在水上打桩定位中的应用探讨[J].水运工程，2008（06）：98-101.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15170487.htm
