RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程的應(yīng)用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程的應(yīng)用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來，衛(wèi)星定位測量技術(shù)得到了非常迅速的發(fā)展，各種新型GPS應(yīng)用方式層出不窮，rtk技術(shù)就是其中之一，RTK技術(shù)的出現(xiàn)是GPS應(yīng)用的里程碑之一，顯著提高了各種地形測量、工程繪圖等工作的效率。對于農(nóng)田水利工程而言，將RTK技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田水利工程中也可以有效提高測量定位效率，促進(jìn)農(nóng)田水利工程的發(fā)展。在這種背景條件下，文章對RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用做出了詳細(xì)分析，對RTK技術(shù)的定義、使用方法、具體應(yīng)用方式和注意事項(xiàng)等方面內(nèi)容進(jìn)行了論述，目的在于提高讀者對于RTK技術(shù)的認(rèn)識，明確RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；農(nóng)田水利工程；應(yīng)用與進(jìn)步

1RTK技術(shù)基本介紹

（1）RTK技術(shù)定義與優(yōu)點(diǎn)。RTK技術(shù)是指Real-timekinematic即實(shí)時動態(tài)載波相位差分技術(shù)，是能夠?qū)蓚€不同的測量站所測得的載波相位觀測量進(jìn)行實(shí)時聯(lián)合處理的差分方法，RTK技術(shù)是一種出現(xiàn)時間較晚的新型衛(wèi)星定位測量方法。與傳統(tǒng)的GPS測量方法相比，RTK技術(shù)的測量速度和精度都得到了相當(dāng)大的提升，在傳統(tǒng)的GPS測量工程中，如果想得出高精度例如厘米級的測量結(jié)果就必須要在測量步驟完成后進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算和總結(jié)，無法獲得實(shí)時結(jié)果，但是在使用RTK技術(shù)測量時，通過實(shí)時的差分定位能夠在野外測量現(xiàn)場隨著測量過程即時得到高精度的測量數(shù)據(jù)。因此RTK技術(shù)顯著提高了野外測量工作的測量精度、測量速度以及工作和分析效率。（2）RTK技術(shù)的工作原理。RTK技術(shù)的工作過程可以分為兩個部分：實(shí)時動態(tài)載波相位差分過程與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程。a.實(shí)時載波相位差分。載波指的是進(jìn)行特殊調(diào)制之后的高頻電磁波，電磁波類型為周期性正弦電磁波；相位是對電磁波信號波形變化的程度，其單位為弧度，在使用載波相位進(jìn)行距離測量時，對電磁波的相位進(jìn)行周期測量，研究其變化程度，如果想求某點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，在波形相位圖上尋找到這一點(diǎn)，測量出其與基準(zhǔn)點(diǎn)的相位差，再結(jié)合電磁波的頻率就可得出具體的距離，使用載波相位進(jìn)行測距，無論是測量精度還是效率都很高。在進(jìn)行傳統(tǒng)的GPS測量時，一般采用兩臺或者多臺GPS接收機(jī)，對目標(biāo)進(jìn)行同步觀測，在觀測完成后將所有觀測結(jié)果進(jìn)行差分測算，原因在于如果只使用一臺機(jī)器進(jìn)行分析很可能會受到機(jī)器故障等因素的影響而出現(xiàn)誤差。RTK測量延續(xù)了這一方法，與GPS測量的區(qū)別在于RTK的差分測算過程是隨著數(shù)據(jù)的觀測而進(jìn)行的即時測算，在基準(zhǔn)站和流動觀測站設(shè)置兩臺或者多臺信號接收機(jī)進(jìn)行同時觀測，通過對兩個站的信號進(jìn)行差分測算從而確定具體位置情況。b.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。得到位置數(shù)據(jù)之后并不意味著工作結(jié)束了，要想將這些數(shù)據(jù)投入具體應(yīng)用還需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作使其轉(zhuǎn)換為我國使用的地理空間空間坐標(biāo)系。GPS系統(tǒng)應(yīng)用的地理坐標(biāo)系為WGS84坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于地球質(zhì)心，之前我國所使用的地理空間坐標(biāo)系為54年北京坐標(biāo)系和80年西安坐標(biāo)系，這兩種坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于我國，因此適合我國的測量工作，從2008年4月開始獲批啟用2000國家大地坐標(biāo)系，2018年7月1日起全面使用2000國家大地坐標(biāo)系，因此存在著各種坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、銜接過程。一般的轉(zhuǎn)換方法為立體分步轉(zhuǎn)換法，將測得的平面數(shù)據(jù)與高度高程數(shù)據(jù)分開，轉(zhuǎn)換類型分為三參數(shù)、四參數(shù)、七參數(shù)和擬合參數(shù)。

2RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

RTK技術(shù)的綜合程度和科技化程度很高，RTK技術(shù)是一種具有綜合數(shù)據(jù)處理能力的技術(shù)，在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、處理和儲存時都擁有非常高的效率，并且由于自身的數(shù)據(jù)計(jì)算和轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)大，在使用時也非常簡便易操作。例如，在進(jìn)行工施工現(xiàn)場放樣工作時，傳統(tǒng)的工作方式例如全站儀邊角放樣法需要的步驟很多，并且操作難度較大，除此以外還需要按照很多其它的條件來開展工作，例如需要多人一起進(jìn)行操作等，這就導(dǎo)致了傳統(tǒng)的施工放樣工作效率低下。但是使用RTK技術(shù)之后，RTK測繪器會結(jié)合輸入的坐標(biāo)數(shù)據(jù)對目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)示說明，從而大大提升了工作效率和準(zhǔn)確度，并且不再需要多人一起操作，節(jié)省了人力和物力。RTK技術(shù)在剛剛誕生時也存在一定的缺陷，例如基準(zhǔn)站校正數(shù)據(jù)時的有效作用的范圍是有限的，如果基準(zhǔn)站和流動站之間的距離過遠(yuǎn)，即使經(jīng)過了差分運(yùn)算之后，所得到的處理數(shù)據(jù)的誤差也是相當(dāng)大的，導(dǎo)致最終的結(jié)果精確度過低，因此剛剛誕生的RTK技術(shù)測量距離普遍較短，在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)誕生之后，多站測量網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，因此RTK技術(shù)的測量精度大大提升，直至今日，RTK技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，因此在開展農(nóng)田水利工程建設(shè)時可以放心使用。

3RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的具體應(yīng)用方式

（1）農(nóng)田水利工程放樣方面。在上文內(nèi)容中已經(jīng)對RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程放樣方面的應(yīng)用進(jìn)行了簡單敘述，通過RTK技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田水利工程放樣時的主要過程是將工程計(jì)劃中的預(yù)定坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入RTK測距儀，通過分析后直接獲得放樣的地點(diǎn)坐標(biāo)。例如，在進(jìn)行農(nóng)田澆灌水利工程的建設(shè)時，河岸兩邊通常會存在植被等遮擋物，如果使用傳統(tǒng)測距方式，測定完畢之后按順序放置好標(biāo)記，標(biāo)記很容易被遮擋物所遮蓋從而無法判斷具體的位置和施工點(diǎn)。而使用RTK技術(shù)之后只需要得到應(yīng)有數(shù)據(jù)，根據(jù)RTK測距儀和流動站的指引就可以對預(yù)定地點(diǎn)進(jìn)行挖掘，地面的植被遮擋物的影響是可以忽視的。（2）農(nóng)田水利工程加密控制點(diǎn)方面。農(nóng)田水利工程的地形圖測量工作中，加密控制點(diǎn)的測量是重要內(nèi)容之一，通過加密控制點(diǎn)測量能夠?qū)⒁阎刂泣c(diǎn)測量不到的地方納入探測方位，從而將測定區(qū)的全部的地形都測量出來。在進(jìn)行加密控制點(diǎn)的測量工作時，之前的傳統(tǒng)測定方法有較多的限制條件，要在這些條件約束范圍之內(nèi)測量出加密控制點(diǎn)需要使用非常多的時間，并且過程也較為復(fù)雜，使用RTK技術(shù)進(jìn)行測量則會在最大程度上獲得便利。例如在許多供水與農(nóng)田水利工程的建設(shè)時經(jīng)常需要進(jìn)行大范圍的分散點(diǎn)和斷聯(lián)點(diǎn)地形測量工作，這些點(diǎn)的距離較為分散，如果使用傳統(tǒng)導(dǎo)線測量等方式來測量加密控制點(diǎn)，不僅工作總量大，工作難度也較大，而使用RTK技術(shù)則會改善這一狀況。使用RTK技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田水利工程加密控制點(diǎn)測得工作時首先要對測量區(qū)域內(nèi)的主要GPS點(diǎn)進(jìn)行確定，將GPS點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，通過這種方式所得的測量數(shù)據(jù)精度一般都很高，誤差范圍能約束在毫米級。要特別注意的是，在開展農(nóng)田水利工程時，絕大多數(shù)工程的測定區(qū)域的面積都是比較大的，而信號能接收到的范圍是一定的，因此使用RTK技術(shù)時為了確保測量精度最好適當(dāng)設(shè)置多個基準(zhǔn)站，確定合適的位置假設(shè)多次基準(zhǔn)站，并與流動站進(jìn)行連接，之后進(jìn)行測量。（3）農(nóng)田水利工程地形圖測量方面。在以往的農(nóng)田水利工程地形圖測量工作時，要想成功完成工作需要滿足的條件很多，包括合適的氣候條件、大氣能見度條件，如果通視條件不良好則無法正常進(jìn)行地形觀測和數(shù)據(jù)測量，并且在不同的季節(jié)也需要采用不同的觀測方法，因此測量的復(fù)雜程度較大，限制條件較多。而將RTK技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)田水利工程的地形圖測量工作中，不僅對氣候和能見度條件的要求低，在通視度方面也煥然一新，RTK觀測中不需要肉眼通視度觀測，而是采用電磁波進(jìn)行通視觀測，因此只要待測地形滿足電磁波通視條件就可以正常進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)的難度低，限制條件也少，優(yōu)勢巨大。在使用RTK技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田水利工程地形圖測量時，為了維持測量的精度要注意設(shè)置重復(fù)組，例如在對水渠進(jìn)行測量時要選取多個地形斷面進(jìn)行測量，并且對每一組斷面進(jìn)行多次測量，通過這種方式來減少設(shè)備和人工操作時產(chǎn)生的誤差。在測量時只需要一名工作人員即可，讓此工作人員攜帶儀器在待測地形點(diǎn)進(jìn)行停留并輸入特征編碼，在所有地形點(diǎn)上重復(fù)完這一過程之后通過軟件就能生成所需地形圖。（4）需要注意的問題。在使用RTK技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田水利工程測量時，很多測繪地點(diǎn)是較為偏遠(yuǎn)的，這里的偏遠(yuǎn)指的是與城市的距離過遠(yuǎn)，在之前沒有太多的測繪數(shù)據(jù)基礎(chǔ)參考，并且在測繪地周圍缺乏足夠的高程點(diǎn)，整體條件無法完全滿足RTK技術(shù)的使用條件，不能提供建站的基本信息，因此在進(jìn)行工作時為了能讓RTK技術(shù)起到應(yīng)有的作用，要對作業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如可以將RTK測繪的作業(yè)半徑進(jìn)行調(diào)整，如果測繪面積過大可以將測繪地點(diǎn)分成多個區(qū)塊進(jìn)行分別測量。此外在架站時還有一些基礎(chǔ)事項(xiàng)需要進(jìn)行注意，例如架站時要分清電瓶的正負(fù)極，架設(shè)完成之后要根據(jù)設(shè)備上的指示燈來正確判斷設(shè)備的運(yùn)行情況和站點(diǎn)的狀態(tài)，在使用文件時要注意文件的順序和后綴名類型等。RTK技術(shù)與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比還是一種較為新興的技術(shù)，因此擁有廣闊的發(fā)展空間，相信隨著科技的發(fā)展，RTK技術(shù)的操作會越來越簡便，更有利于農(nóng)田水利工程的開展。

4結(jié)束語

隨著改革開放的不斷深入進(jìn)行，我國各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，衛(wèi)星定位測量技術(shù)和測繪技術(shù)的發(fā)展尤為迅速，其中，RTK技術(shù)是應(yīng)用程度最廣、效率最高的新型GPS應(yīng)用測量技術(shù)之一。對農(nóng)田水利工程而言，RTK技術(shù)的出現(xiàn)也明顯提升了水利工程測量的精準(zhǔn)度和簡潔程度，不僅可以節(jié)省測量工作的人力物力，還能提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。本文從RTK技術(shù)的定義、工作優(yōu)點(diǎn)、工作原理、具體應(yīng)用方式等方面對RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能為讀者提供一定的啟發(fā)性作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立國.RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用[J].民營科技，2016（04）：216.

[2]李丙剛.RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用實(shí)踐[J].中國水運(yùn)（下半月），2014，14（01）：226-227.

[3]張興波，劉作慧.RTK技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2010，38（05）：205.

作者：徐明根 單位：惠州市三農(nóng)工程咨詢有限公司