水利工程測(cè)量載波相位差分技術(shù)

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伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的提高及社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，領(lǐng)先的測(cè)量裝置及方案持續(xù)被使用在各類水利工程項(xiàng)目，水利測(cè)量過程中全球定位技術(shù)因?yàn)槠錈o須通訊、精度較高、成本較低、效率較高的特征在行業(yè)內(nèi)被普遍接納。全球定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)厘米量級(jí)精確程度，數(shù)秒鐘以內(nèi)載波相位差分技術(shù)即能確認(rèn)相關(guān)位置參數(shù)，由此使其在相關(guān)水利工程項(xiàng)目測(cè)量過程中的應(yīng)用范圍日益寬廣。

水利工程測(cè)量技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

全球定位技術(shù)行業(yè)現(xiàn)狀

全球定位系統(tǒng)具有24小時(shí)、連續(xù)性、即時(shí)性、全球化位置確定及導(dǎo)航能力，能夠獲得準(zhǔn)確三維空間、速率、坐標(biāo)數(shù)據(jù)符合全部客戶的需求。全球定位系統(tǒng)比較普遍的模式分為相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量地點(diǎn)及單坐標(biāo)導(dǎo)航確定位置兩種模式，相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量地點(diǎn)是實(shí)際應(yīng)用中最普遍的模式。當(dāng)中，靜態(tài)工作方式通常應(yīng)用在國內(nèi)大壩及地形地貌變化的觀測(cè)；由于具備厘米量級(jí)識(shí)別精度及較快的工作效率，高速靜態(tài)工作方式一般應(yīng)用于水利工程測(cè)量過程；施工放樣、信息收集等領(lǐng)域通常使用載波相位差分技術(shù)，該解決方案由于具備厘米量級(jí)精度、高速即時(shí)等優(yōu)點(diǎn)逐步成為全球定位系統(tǒng)相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量確定位置的主要模式。全球定位系統(tǒng)測(cè)量地形地貌接收裝置分為雙頻道及單頻道兩種，雙頻道設(shè)備能夠針對(duì)電離子層反射使用L3觀查值合理修正，適合于＞22km的中、長基線測(cè)量過程，使用高速靜態(tài)工作模式提升載波相位差分技術(shù)；單頻道設(shè)備性價(jià)比優(yōu)良，一般用在≤22km的短基線水利工程測(cè)量方面。無線電、電子手持設(shè)備、全球定位系統(tǒng)接收裝置是組成載波相位差分技術(shù)體系的核心環(huán)節(jié)，在達(dá)到厘米量級(jí)分辨率、即時(shí)高可靠性、操作易用性、設(shè)備輕量化等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，全套裝置可以符合水利工程項(xiàng)目作業(yè)過程放樣、數(shù)據(jù)收集等要求?；趯?duì)空通訊受檔和衛(wèi)星個(gè)數(shù)不多的特定狀況，全球定位系統(tǒng)不能保證解析工作的正常進(jìn)行，進(jìn)而對(duì)于位置確定工作可信度和精準(zhǔn)程度帶來顯著影響。分析結(jié)果表明，受到諸多環(huán)境因素的影響，單頻道全球定位系統(tǒng)有很大的局限性，對(duì)此雙頻道體系達(dá)到了全球定位系統(tǒng)接收裝置的更高水準(zhǔn)，該裝置可以提供全方位、精度較高、各天候完善的接收裝置。

全球定位技術(shù)使用前景

國內(nèi)水利工程項(xiàng)目的高速進(jìn)步對(duì)勘測(cè)規(guī)劃的需求日益提高，伴隨著相關(guān)勘測(cè)程序、裝置的持續(xù)升級(jí)，已基本達(dá)成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作?！靶袠I(yè)一體化”的水利工程項(xiàng)目勘測(cè)規(guī)劃，需要生成后續(xù)管控、作業(yè)、規(guī)劃、勘查的整體化參數(shù)鏈，以此壓縮中間參數(shù)處理步驟，這是決定水利工程規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵要素。盡管電子水準(zhǔn)裝置、全站裝置等已經(jīng)投入到水利工程項(xiàng)目勘測(cè)規(guī)劃過程中，但是隨后自然環(huán)境因素和通訊條件制約通常的解決方案一般具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、工資效率較低、規(guī)劃周期較長等弊端。技術(shù)升級(jí)及裝備更新?lián)Q代成為勘測(cè)手段進(jìn)步的重中之重，所以全球定位技術(shù)的使用是現(xiàn)階段水利工程實(shí)際的必然之選。沿線控制測(cè)量能夠使用高速靜態(tài)工作方式達(dá)成，進(jìn)而為道路測(cè)量、地形地貌圖像繪制等提供數(shù)據(jù)支持；除此以外，還能夠生成作業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為閥門、堤壩、水渠等水利工程項(xiàng)目作業(yè)提供依據(jù)，這也是水利工程項(xiàng)目測(cè)量過程中全球定位系統(tǒng)的前期使用階段。事實(shí)上，載波相位差分技術(shù)即時(shí)動(dòng)態(tài)位置確定技術(shù)的使用為全球定位系統(tǒng)的發(fā)展?jié)撃?，具備非常寬廣的實(shí)際使用前景。

水利工程測(cè)量過程中載波相位差分技術(shù)的實(shí)際使用

載波相位差分技術(shù)基礎(chǔ)理論

載波相位差分技術(shù)已得到大范圍推廣使用，包括：①載波相位差分技術(shù)擁有很多數(shù)據(jù)鏈以獲得各種類型的參數(shù)信息；②基站接收裝置具備信息分析和接收功能③很難獲得的數(shù)據(jù)可可選擇流動(dòng)接收基站，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)傳送及觀測(cè)。載波相位差分技術(shù)優(yōu)勢(shì)載波相位差分技術(shù)優(yōu)勢(shì)。①作業(yè)效率高：載波相位差分技術(shù)可以大幅提高工作效率，減少成本及費(fèi)用。②減少作業(yè)環(huán)境要求：對(duì)外部環(huán)境的測(cè)量要求比較高，此技術(shù)應(yīng)用區(qū)域大并且對(duì)環(huán)境要求不高，外部條件對(duì)載波相位差分技術(shù)的制約較小。③參數(shù)信息安全、位置確定精準(zhǔn)程度高：基于全球定位技術(shù)進(jìn)步出現(xiàn)的載波相位差分技術(shù)兼?zhèn)淙蚨ㄎ幌到y(tǒng)的很多優(yōu)勢(shì)，針對(duì)地形狀況比較復(fù)雜的區(qū)域載波相位差分技術(shù)可以保障相關(guān)工程技術(shù)人員安全及參數(shù)信息的精準(zhǔn)程度。

載波相位差分技術(shù)的使用

河道地形地貌圖測(cè)量應(yīng)用

水利測(cè)量作業(yè)進(jìn)程中載波相位差分技術(shù)的使用一般應(yīng)用在河道地形地貌圖像的勘測(cè)，通常使用載波相位差分技術(shù)優(yōu)點(diǎn)達(dá)成繁雜的河道地形地貌圖像勘測(cè)任務(wù)。水下測(cè)量是大部分河道地形地貌圖像的勘測(cè)環(huán)境，然而人眼不能直接觀察水下的狀況及環(huán)境，為了保障地形地貌測(cè)量精確程度一定要科學(xué)使用載波相位差分技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的提高及水利工程行業(yè)的發(fā)展，河道地形地貌圖像測(cè)量中載波相位差分技術(shù)逐步取得大范圍的使用，借此能夠獲得的地形地貌圖像可以科學(xué)、客觀的反映出河道的真實(shí)狀況，具有作業(yè)強(qiáng)度小、測(cè)量精準(zhǔn)程度高及作業(yè)周期短等特性。信息保密控制點(diǎn)測(cè)量過程水利工程測(cè)量任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)及重點(diǎn)是保障加密控制要點(diǎn)勘測(cè)的精準(zhǔn)程度。常規(guī)的水利工程測(cè)量形式一般使用三角形控制網(wǎng)絡(luò)及距離測(cè)試儀引導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，此方案受外界條件的影響對(duì)測(cè)量精準(zhǔn)程度制約較大。關(guān)于上述狀況載波相位差分技術(shù)能夠高效解決，此方案具備精準(zhǔn)程度高及測(cè)量快捷簡便的特性，借助把4個(gè)及以上測(cè)控點(diǎn)設(shè)立在16km區(qū)域內(nèi)就能夠達(dá)成對(duì)應(yīng)的測(cè)量工作。

數(shù)字化地形地貌圖像測(cè)量過程

載波相位差分技術(shù)可以迅速進(jìn)行位置確定和即時(shí)掌控相關(guān)坐標(biāo)成果，勘測(cè)地形地貌的時(shí)候具備非常優(yōu)異的適用性。在信息參數(shù)收集特性下能夠配合地形地貌狀況迅速達(dá)成勘測(cè)作業(yè)，并且能夠以圖像的形式顯示收集達(dá)成以后的地形地貌點(diǎn)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換處置得出數(shù)字化的地形地貌圖像。

相關(guān)流域斷面測(cè)量過程

把探深裝置和載波相位差分技術(shù)相配合勘測(cè)流域的斷面，必須先針對(duì)相關(guān)流域的斷面位點(diǎn)依照現(xiàn)階段的地形地貌圖像進(jìn)行前期規(guī)劃，經(jīng)過真實(shí)測(cè)量后獲得全部基點(diǎn)的高度行程、水平面坐標(biāo)等相關(guān)信息；當(dāng)中，基準(zhǔn)點(diǎn)三維坐標(biāo)使用微機(jī)實(shí)施精準(zhǔn)記載，然而相關(guān)流域斷面航線使用相關(guān)行業(yè)內(nèi)解決的措施科學(xué)規(guī)劃。精準(zhǔn)校對(duì)全部勘測(cè)信息參數(shù)以后，才能夠針對(duì)每段航段斷面圖像使用專業(yè)化制圖軟件進(jìn)行繪制。

測(cè)量過程常規(guī)問題和解決方案

針對(duì)載波相位差分技術(shù)在使用時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的若干狀況給出行之有效的解決措施：①衛(wèi)星條件狀況。使用衛(wèi)星獲得勘測(cè)信息為載波相位差分技術(shù)勘測(cè)解決方案的關(guān)鍵基礎(chǔ)，如果衛(wèi)星不能覆蓋整個(gè)被測(cè)區(qū)域，就無法保障勘測(cè)信息的可靠度及精缺性，障勘測(cè)信息極易產(chǎn)生誤差。因此，必須結(jié)合星歷預(yù)測(cè)報(bào)告來達(dá)成勘測(cè)工作。②實(shí)際勘測(cè)直徑比標(biāo)稱直徑小、參數(shù)信息傳送受到制約及擾動(dòng)的弊端。數(shù)據(jù)信息是傳輸載波相位差分技術(shù)勘測(cè)信息的關(guān)鍵方法，應(yīng)該最大限度地提升基站的海拔高度，使基站處在勘測(cè)區(qū)域的至高點(diǎn)。③勘測(cè)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性及精確稱度的問題。關(guān)于自然條件載波相位差分技術(shù)勘測(cè)的需求不高，為提升勘測(cè)精確程度應(yīng)該提高校對(duì)頻次或者反復(fù)多次進(jìn)行勘測(cè)。

結(jié)語

綜上所述，在水利工程測(cè)量過程中載波相位差分技術(shù)的使用保障了測(cè)量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度及可靠性，為水利工程勘測(cè)規(guī)劃及保障后期施工的順利進(jìn)行提供技術(shù)支持，為推進(jìn)水利工程事業(yè)進(jìn)步及自動(dòng)化、智能化勘測(cè)體系的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)進(jìn)程中為了保證測(cè)量的精準(zhǔn)程度，必須按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用相關(guān)測(cè)量裝置、提升測(cè)量精準(zhǔn)程度及相關(guān)工程技術(shù)人員的職業(yè)素養(yǎng)。因此，研究探索載波相位差分技術(shù)優(yōu)勢(shì)、基礎(chǔ)理論和施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)困難的解決措施，能夠給水利過程項(xiàng)目勘測(cè)、規(guī)劃、質(zhì)量、工期、安全標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成提供關(guān)鍵保證。

作者：荊秀娟 單位：德惠市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)處