摘要：从GPS-RTK的原理和特点人手，以水利工程渠道工程以及土地整理规划工程测量为例，就GPS-RTK在农田水利工程的测量应用进行研究，以此提升我国农田水利工程建设的效率。
关键词：GPS-RTK，农田水利，测量，应用
0 引言
随着水利工程建设难度的不断加大，传统水利工程测量技术的弊端开始逐步显现。在这种情况下，相关部门需加快进行农田水利工程测量新技术的研究。
GPS-RTK技术由于其自身具备的测量及数据传输优势，目前被广泛应用于我国各项重点工程项目中。因此，本文在充分了解GPS-RTK技术的前提下，从两种农田水利测量项目中对GPS-RTK技术的应用进行分析，以此提高农田水利测量工作的整体效率。
1 GPS—RTK技术概述
1．1基本原理
GPS技术是一种全球卫星定位技术，在各项领域中起到至关重要的作用。RTK技术是一种新的常用的GPS测量方法，集GPS测量与数据传输两大关键技术于一身，同时也是GPS测量技术研究领域的一项重大突破，能够实时处理两个测量站载波相位观测量，从而为测站点提供达到厘米级精准度的三维定位结果。
GPS—RTK系统主要由3部分组成，分别为基准站、流动站及通讯系统。其中，基准站能够同时进行跟踪载波相位测量以及测站状态的发射工作包括测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态和收机工作状态等。流动站能够同时实现对GPS卫星信号进行载波相位观测以及基准站相关信息的接收，从而及时得出相对于基准站点的基线向量，并利用已知设置的转换参数及投影方法，对流动站地方坐标进行计算。GPS-RTK技术的工作原理是利用基准站和移动站的设置，实现5颗以下卫星的接收，从而进行载波相位观测。具体工作原理如图1所示。
1．2技术特点
GPS—RTK测量技术的特点可以归纳为以下5点。
(1)基于GPS—RTK测量技术的流动站，仅依靠一个工作人员就可进行相关操作，在一般的电磁波环境下，几秒便可获取1点坐标，作业效率高，很大程度上降低了测量工作的人工成本，并提升了工作效率。
(2)在GPS—RTK技术的应用过程中，获得的相关数据安全可靠，误差小，定位精度高。在满足该技术工作条件的情况下，作业半径为4 km内，GPS-RTK的平面精度以及高程精度将会达到厘米级。
(3)GPS-RTK技术对两点间满足光学通视没有要求，仅要求其满足磁波通视条件。GPS-RTK与传统式测量技术相比，前者受能见度、气候和季节等相关因素影响程度较小，作业条件要求低。
(4)GPS-RTK技术能够负担各种测绘工作，具有作业自动化、高程度集成化以及测绘功能强大的特点。流动站通过内装式软件控制系统，从而实现多种测绘的相关功能，较大程度上减少了辅助测绘工作以及人为误差，从而提高作业的精准度。
(5)在设站过程中，GPS-RTK技术仅需进行简单的设置，就能实现在行走过程中获取到测量结果坐标或进行坐标放样，拥有很强的数据输入、存储、处理和输出能力，操作简便。
2主要应用范围
2．1控制测量
通常情况下，农田水利工程建设均在较为偏远的地区开展，这些偏远地区普遍地下状况复杂，导线测量等相关传统式测量方法无法开展测量工作。受当地环境因素影响大，导致工程测量数据缺乏精准性，对整个水利工程的建设造成很大影响。将GPS—RTK技术应用于水利工程测量工作时，仅需通过将测量对象予以定位作为基础，以此确立4个以上的高级控制点，从而利用GPS-RTK技术开展精准测量。
2．2地形测量
在农田水利工程建设过程中，为了确保该项目具有较高的适用性，现场选址是其中必不可少的工作，就是从高程坐标等相关数据中参考及分析，并从中确立项目最佳开展位置。将该技术应用到地形测量中，将会提高坐标的定位。同时，由于该技术具有实时动态测量的特性，能够帮助地形测量工作迅速获取小片地形数据，为选址工作提供重要依据。
2．3断面测量
在农田水利工程建设中，还需要对纵横断面进行测量，以获取精准的土石方量，并通过相关计算为施工预算提供参考依据。
目前，利用传统测量方法无法有效开展横断面测量工作，容易出现误差，从而降低土石方量的精准度，给施工过程中的成本控制及其他方面造成负面影响。若将GPS—RTK技术运用到水利工程的断面测量中，则能够利用GPS-RTK手动进行断面测量设计线形的输入，为相关施工人员提供渠道纵向、横向断面的精准数据，便于工作人员对渠道桩号至中线距离的设置，提高农田水利工程施工作业的标准性。
3具体应用
3．1在水利工程渠道工程中的应用实例
以某水利渠道工程为例，采用GPS-RTK技术对其沟渠进行测量。该项水利工程规划总占地面积约为5．2 km2，其中横断面积约为56 km2，纵断面积约为45 km2。在测量工作中，主要针对渠道的排水干沟、斗渠、农渠和田间道等进行测量。具体测量要求：对道路与沟渠的纵、横断面进行测量；当横断面为30m，个时，需对地貌变化区域内进行加密。
在测量区域内，之前已布置了相关的控制网点，因此，在测量中不需进行第2次布置。
该水利项目在测量工作过程中，应用GPS接收机共3台，全站仪共2台，相关施工作业小组为2个。具体GPS-RTK测量技术过程及测量情况如下。
第一，在测量区域内，采用6个同时具有分布均匀以及基本包围条件的E极点，以此作为转换参数，并选用余下的E点作为检测依据开展参数转换工作，再通过4参数法确定平面坐标转换参数，借助二次曲面拟合法确立高程转换参数。
第二，在该测量项目的区域范围内，架设基站的地点选择宽敞及地势高的地方，然后在已知的点位架设流动站，并在测量过程中利用已知点进行平面坐标和高度的观测精度检验依据。
第三，GPS—RTK测量工作选择最佳时段进行，在流动站中针对几秒内能够达到固定解时的数据开展采集工作，并且根据实际情况增加合理的采集次数，进而在很大程度上提高观察精确度。
3．2在土地整理规划工程测量中的应用实例
GPS—RTK技术也被广泛应用在土地整理规划中。以某地区土地整理项目为例，该区域主要是由水毁耕地形成的滩涂和原有未开发利用的土地构成。因此，开展土地整理规划工程，对当地资源的有效开发具有极大的价值。通过土地整理规划，可以在未利用土地上种植相应的农作物，以此充分发挥当地的地理条件优势，达到提高当地农业发展及改善生态环境的目的。对此，部分测量人员结合GPS—RTK技术，对该区域土地进行了实地测量。
在测量初期，需针对该地区进行试点探测设计工作，但由于当地交通不便，树木密集，导致该工程在进行探测中存在分布区域狭长以及工作量繁杂等问题。由此导致传统测量方式无法适用于该项目的测量工作中。因此，为了达到业主单位对该项目工程提出的要求，则将GPS-RTK测量技术应用于项目测量工作。在进行充分调研论证且通过试检验测认证的情况下，全面开展GPS—RTK测量工作，进而在很大程度上提高测绘工作的整体效率。在实际操作中，主要从以下几点人手。
第一，在数据采集工作开展之前，在测量草图上标注对应的文件名称，以此确保数据处理存储、内业成图的便捷与最后数据检核。
第二，测量工作进行中，需从多方面进行测量，如土地平整、农田水利、道路、林带以及电力等。
第三，在测量草图中，还需要标注土地整理项目中沟渠、坑塘等的详细信息。如沟渠的水流方向、宽度以及水的深度；而在坑塘的标注中，应重点标出坑塘的深度，同时标注出其是否硬化。另外，在测量中还应该标出电力通讯设施的等级为高压送电还是一般的居民用电等。对于地类界两边的土地类型和提坎的高度等也都要详细标注出来。
第四，在对该土地整理项目的测量中，针对其中的灌排渠道等进行高程测量时，每隔一定长度对其横、纵断面等进行测量，同时，对桥、闸等建筑物的位置、高度等进行测量。
通过上述测量，还原该区域下的不同土地、建筑物和电力设施等一系列的原始规划，然后规划部门再结合上述分布，对土地进行全面整理规划，为未来土地的利用提供真实的数据参考。
4 结束语
传统测量手段已经无法应用于当前农田水利工程的测量工作中。对GPS—RTK技术的基本原理及技术特点进行阐述，该技术十分适用于当前农田水利工程的测量工作。
分析了对GPS-RTK技术在水利工程渠道工程以及土地整理规划工程测量中的应用，期望对基于GPS-RTK的农田水利工程测量研究工作起到有效促进作用，从而改进我国农田水利工程的测量工作。
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