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GPS-RTK在城市河道治理中的实用性分析

摘要:城市河道附近往往地形复杂，地势起伏大，植被茂密，河

道两侧建筑物密集，使得测量工作的难度增大，常规光学及电子测量

方法受到很大限制，工作效率很低。城市河道治理项目的测量工作，

GPS测量方法成为首选方案，然而鉴于河道测量的特殊性，GPS控

制点的选择与控制网的布设是否能满足相应的规范要求以及GPS高

程与平面测量是否都能保证精度和可靠性。本文结合焦作市大沙河河

道治理工程实际测量过程，对GPS-RTK技术在城市河道治理项目中

的实用性和关键技术进行了具体分析。

关键词：RTK；实用性；控制点精度；高程精度

1.引言

随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对人居环境的要求

也越来越高，城市环境面临的压力越来越大。城市河流除具有给排水

功能外，在保持城市生态平衡、调节区域微气候、塑造城市景观、营

造宜人的滨水空间、传承历史文化等方面的作用也逐步被人们所重

视。因此，综合整治城市河道、发挥河流综合效能，已成为城市建设

和管理的迫切的任务之一。由于河道两侧多为林地、建筑物和其他障

碍物，加之测量的通视要求、测距及地形影响，全站仪等常规测绘方

法受到很大限制，工作效率低、周期长[1]。GPS-RTK是新一代精密

卫星定位系统，具有观测站之间无需通视、定位精度高、观测时间短、

提供3维坐标、操作简便、全天候作业等特点，在河道治理中能发挥

很好的作用。本文以焦作市大沙河综合整治工程为例，对GPS-RTK

河道测量关键技术并对其实用性进行分析。

2.工程概况

大沙河治理工程分为郭村段、秦屯段、铁匠庄段三段。治理长度

12公里，范围自大沙河与民主南路交叉口上游300米处至蒋沟河入

大沙河口下游900米处。主要建设内容为：河道主槽清淤疏浚12公

里，右岸堤防加高培厚12公里，新筑左岸堤防12公里，改建穿堤涵

闸4座，新建穿堤涵闸8座。左岸和右岸红线之间的距离为450米。

测区穿过南张等村庄16个，测区内多林地、旱地、陡砍、厂房、桥

梁、鱼塘、河流等。本次测量的任务主要是绘制出整个范围1:2000

的详细地形图，划定测区边界及绘制断面图，为设计土方量和河道中

心线及后期施工提供主要依据。外业依据参照《全球定位系统(GPS)

测量规范系统》(GB/T18314-2001)；《全球定位系统城市测量技术规

程》(CJJ73-97)。

3.GPS-RTK技术的原理

差分GPS定位技术是利用两台及以上GPS接收机同时接收卫星

信号，其中至少一台安置在已知坐标点上（称为基准站或参考站），

另一台用来测定未知点的坐标—称为差分站或用户站，利用基准站已

知准确坐标计算基准站的接收数据产生差分改正数并通过数据链发

送到移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提

高定位精度。RTK（RealTimeKinematic）技术是载波相位差分技术，

是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。实现载波相位差分

GPS的方法分为两类：修正法和差分法[2]。前者中基准站将载波相

位修正量发送给用户站，以改正其载波相位，然后求解坐标。后者将

基准站采集的载波相位发送给用户台进行求差解算坐标。前者为准

RTK技术，后者为真正的RTK技术。

4.GPS-RTK河道测量关键技术

4.1控制网的布设

在常规三角测量中，对三角网一般有角度不小于30度或不大于

120度的限制性要求。GPS测量中，对同步图形和整网图形形状则不

受限制，而且不必顾及点之间的通视，构网十分自由[3]。此次GPS

控制网的布设是以施测测区地形图，设计横断面图为目的，要求堤坝

桩点位中误差±5cm，高程误差±8cm，此次测量任务按E级GPS网要

求布设。RTK定位技术测量方法不在需要布设常规测量控制网，只

要通过GPS静态联测国家点来测设测区控制点即可[4]。工程测区长

约12km，宽0.45km，面积约5.3km2。按照工程测量任务的要求，在

4个四等GPS控制点的基础上进行静态测量，新增设15个控制点，

共21个控制点均匀分布在测区内。图三为沙河治理工程布设的E级

GPS网，其中dsh1、dsh2、dsh3、dsh4四点为已知起算