1. 工程概況

  磨刀門(mén)主干道(一期)整治工程,是廣東省珠江河口整治工程的一部分,位于廣東省珠海市西南部磨刀門(mén)水道,其工程重點(diǎn)為河道疏浚。施工區(qū)域包括疏浚Ⅰ、Ⅱ標(biāo)及白龍河吹填區(qū),疏浚區(qū)上下游全長(zhǎng)8.5km,底寬400~500m,疏浚區(qū)中心距吹填區(qū)直線距離約10km,水陸交通方便,但區(qū)域覆蓋范圍大,要跨越磨刀門(mén)水道和鶴洲北水道以及大量灘涂區(qū),測(cè)量難度較大。

  2. RTK工作原理

  RTK~DGPS(Real Time Difference)測(cè)量系統(tǒng)是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)構(gòu)成的組合系統(tǒng)。高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè),RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)快速地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),同時(shí)采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果,歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機(jī),并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。

  3. 工程應(yīng)用

  RTK技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中的各個(gè)環(huán)節(jié) ,只要工程精度要求允許,滿足RTK數(shù)據(jù)傳輸要求及GPS的觀測(cè)條件即可采用RTK模式作業(yè)。

  3.1.控制測(cè)量

  控制測(cè)量,RTK的測(cè)量精度是關(guān)鍵所在。工程中根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的控制網(wǎng)資料,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察,選定控制點(diǎn)掛定角(Ⅲ)、白藤(Ⅱ)對(duì)RTK進(jìn)行平面精度校核,選定廣磨2-18-3(Ⅱ)及控制網(wǎng)中較高等級(jí)的三維控制點(diǎn)對(duì)RTK進(jìn)行高程精度校核。以在確定RTK測(cè)量精度后對(duì)工程的控制網(wǎng)復(fù)測(cè)加密。工程中所用GPS測(cè)量轉(zhuǎn)換參數(shù)由監(jiān)理部提供。

  3.1.1平面精度校核

  掛定角(Ⅲ)、白藤(Ⅱ)是控制網(wǎng)中較高等級(jí)的平面控制點(diǎn),相連基線對(duì)控制網(wǎng)有較強(qiáng)的約束力,用RTK對(duì)其基線進(jìn)行往返測(cè)量校核RTK平面精度。測(cè)量成果見(jiàn)下表。

項(xiàng) 目路 線
已知邊長(zhǎng)(m)
實(shí)測(cè)基線長(zhǎng)(m)
互差(mm)
相對(duì)中誤差
四等精度
白藤~掛定角
9747.212
9747.249
0.037
1∕29萬(wàn)
1/25萬(wàn)
掛定角~白藤
9747.212
9747.254
0.042
1∕23萬(wàn)
1/25萬(wàn)

  從表中可以看到,十公里長(zhǎng)的基線,RTK一站就能完成測(cè)量工作,有效減少了常規(guī)測(cè)量中頻繁轉(zhuǎn)站造成的精度衰減,測(cè)邊精度介于四、五等之間,平面精度可靠。

  3.1.2高程精度校核

  控制網(wǎng)中,廣磨2-18-3是國(guó)家(Ⅱ)水準(zhǔn)控制點(diǎn),利用其于掛定角、IM41進(jìn)行RTK水準(zhǔn)高聯(lián)測(cè),校核RTK高程測(cè)量精度,測(cè)量成果見(jiàn)下表。

項(xiàng) 目點(diǎn) 名
水準(zhǔn)高程(m)
RTK測(cè)量高程(m)
中誤差
IM41
4.302
4.328;4.326;4.272;4.339;4.321
±10mm
4.327;4.286;4.330;4.263;4.348
廣磨2-18-3
12.083
12.104;12.097;12.062;12.047;12.060
±9mm
12.071;12.116;12.059;12.065;12.053

  如表中所示,RTK在高程測(cè)量中在穩(wěn)定性上還有一定的不足,但就其成果作為圖根高程控制還是可行的。值的一提的是在RTK數(shù)據(jù)鏈的有效覆蓋范圍內(nèi),RTK能一站完成高程測(cè)量作業(yè),水準(zhǔn)路線越長(zhǎng),其相對(duì)精度評(píng)定通過(guò)率就越高。

  3.2水下地形測(cè)量

  RTK是現(xiàn)代DGPS測(cè)量模式的一種,其水下地形測(cè)量的方法、原理與DGPS相同,唯有不同的是RTK能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成平面定位、實(shí)時(shí)潮位解算,通過(guò)計(jì)算機(jī)與測(cè)深儀鏈接同步采集數(shù)據(jù),以達(dá)到水下地形三維坐標(biāo)測(cè)量目的,實(shí)現(xiàn)無(wú)驗(yàn)潮水下地形測(cè)量。無(wú)驗(yàn)潮水下測(cè)量原理如下圖所示。

  

  從圖中可以看到,RTK與普通DGPS水下地形測(cè)量的誤差來(lái)源主要區(qū)別在于人工驗(yàn)潮與實(shí)時(shí)潮位解算的精度差別。工程中就這一差別進(jìn)行多次比對(duì),在施工測(cè)區(qū)1:2000水下地形圖作業(yè)中,采用人工驗(yàn)潮、RTK驗(yàn)潮同時(shí)進(jìn)行的作業(yè)方法,就同一份外業(yè)成果分別進(jìn)行不同驗(yàn)潮方法后處理,結(jié)果顯示斷面圖形非近視,斷面面積互差在0.5%~1.5%之間。

  4. 結(jié)論

  1RTK作業(yè)不受通視條件影響、單站測(cè)量控制范圍廣、操作簡(jiǎn)變,能有效減少了因地形復(fù)雜帶來(lái)的繁重工作量。

  2RTK測(cè)量精度具有一定的可靠性,控制測(cè)量,地形、地藉測(cè)量,施工放樣等在工程中廣泛應(yīng)用,無(wú)驗(yàn)潮水下地形測(cè)量,在風(fēng)浪、潮差較大的區(qū)域的測(cè)量作業(yè)更顯現(xiàn)出RTK的作業(yè)優(yōu)勢(shì)。

  3RTK~DGPS采集的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)是GW84坐標(biāo),如在其它坐標(biāo)網(wǎng)格中進(jìn)行RTK作業(yè)需求取定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù),轉(zhuǎn)參數(shù)質(zhì)量的好壞直接影響RTK的測(cè)量精度。

  4RTK技術(shù)受到基準(zhǔn)站傳播差分改正數(shù)有效范圍的限制,在大區(qū)域?qū)嵤┳鳂I(yè)時(shí)應(yīng)注意其控制的有效范圍。