有关现代测绘技术用于水利干渠工程分析
1.引言
水利干渠工程作为现代水利工程的重要组成部分，主要目的是协调全国各地水资源分配不均匀的现状，比如南水北调工程。水利干渠工程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，主要集中于以下两个方面：范围广、时间长、跨度大，对于测绘技术的要求比较严格，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，如何根据测绘工程的不同，选择测绘手段，并保证工程能够快速、高效地完成已成为当前测绘学家的研究热点。
2.当前水利工程中测绘技术
2 . 1新型技术RTK的应用
2.1.1RTK技术基本原理
RTK技术是一种新型的测绘技术，是测绘工程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，其计算精度可以达到厘米级。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基本相似，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，从而达到数据的成功传输，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。传统监测手段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，不仅可以避免监测站位置的冲突，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，有效避免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测试精度可以达到10-±20 mm，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测试精度可以达到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。随着科技的不断发展，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，可达到更高的精度要求。
（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，基本不受天气约束。
2 . 2 GPS-RTK技术的应用现状及应用前景
作为首批中小河流治理项目的代表，唐河治理工程备受瞩目。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，在唐河的治理工程中采用了新型的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、工程完工时的验收测量等。
传统的测量方法耗时耗力，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。这种传统方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。
从唐河治理工程可以看出，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工程的测量，还提升了工程精度，减少了人力的损耗，大大提高了工程的效率。
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工程测量。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以下几个方面： 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测量技术发展仍有待完善
虽然GPS-RTK测量技术能够基本上满足测量需求，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
我国在工程历史上存在四套不同的标准，分别是高层测量标准和平面测量标准各两套。因此，GPS-RTK测试技术的实施也存在很大问题。
4.以南水北调中线工程为例的测绘应用
因为我国水资源分布不均匀，于是国家开启了南水北调工程，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。南水北调工程主要分为三条工程线路，分别是位于东部的东线工程，位于汗水和丹江口的中线工程和位于青藏高原的西线工程。
2014年，中线工程已经正式通水。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。传统的测量手段较为缓慢，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阻碍了信号传输，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，能够有效地避免信号被树木农田遮挡的问题。
5.结论与发展趋势
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，开启了南水北调等工程。在这些工程的实时测量过程中，传统的测量技术较耗损人力，且获取数据精度较低，因此，GPS-RTK测量技术取代传统测量技术成为主流。只要保证信号接收正常，GPS-RTK测量技术就能正常运行，获得数据精度高，时间短，且不受天气等条件影响。然而，GPS-RTK测量技术也存在弊端，无法准确获取地下数据。在日后的测量工程中，GPSRTK测量技术必然会得到更好的开发与利用。
