水利工程測量載波相位差分技術

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伴隨著國民經濟的提高及社會生產力的進步，領先的測量裝置及方案持續被使用在各類水利工程項目，水利測量過程中全球定位技術因為其無須通訊、精度較高、成本較低、效率較高的特征在行業內被普遍接納。全球定位技術能夠實現厘米量級精確程度，數秒鐘以內載波相位差分技術即能確認相關位置參數，由此使其在相關水利工程項目測量過程中的應用范圍日益寬廣。

水利工程測量技術未來發展趨勢

全球定位技術行業現狀

全球定位系統具有24小時、連續性、即時性、全球化位置確定及導航能力，能夠獲得準確三維空間、速率、坐標數據符合全部客戶的需求。全球定位系統比較普遍的模式分為相對坐標測量地點及單坐標導航確定位置兩種模式，相對坐標測量地點是實際應用中最普遍的模式。當中，靜態工作方式通常應用在國內大壩及地形地貌變化的觀測；由于具備厘米量級識別精度及較快的工作效率，高速靜態工作方式一般應用于水利工程測量過程；施工放樣、信息收集等領域通常使用載波相位差分技術，該解決方案由于具備厘米量級精度、高速即時等優點逐步成為全球定位系統相對坐標測量確定位置的主要模式。全球定位系統測量地形地貌接收裝置分為雙頻道及單頻道兩種，雙頻道設備能夠針對電離子層反射使用L3觀查值合理修正，適合于＞22km的中、長基線測量過程，使用高速靜態工作模式提升載波相位差分技術；單頻道設備性價比優良，一般用在≤22km的短基線水利工程測量方面。無線電、電子手持設備、全球定位系統接收裝置是組成載波相位差分技術體系的核心環節，在達到厘米量級分辨率、即時高可靠性、操作易用性、設備輕量化等優點的基礎上，全套裝置可以符合水利工程項目作業過程放樣、數據收集等要求。基于對空通訊受檔和衛星個數不多的特定狀況，全球定位系統不能保證解析工作的正常進行，進而對于位置確定工作可信度和精準程度帶來顯著影響。分析結果表明，受到諸多環境因素的影響，單頻道全球定位系統有很大的局限性，對此雙頻道體系達到了全球定位系統接收裝置的更高水準，該裝置可以提供全方位、精度較高、各天候完善的接收裝置。

全球定位技術使用前景

國內水利工程項目的高速進步對勘測規劃的需求日益提高，伴隨著相關勘測程序、裝置的持續升級，已基本達成計算機輔助設計工作。“行業一體化”的水利工程項目勘測規劃，需要生成后續管控、作業、規劃、勘查的整體化參數鏈，以此壓縮中間參數處理步驟，這是決定水利工程規劃技術領域發展的關鍵要素。盡管電子水準裝置、全站裝置等已經投入到水利工程項目勘測規劃過程中，但是隨后自然環境因素和通訊條件制約通常的解決方案一般具有勞動強度大、工資效率較低、規劃周期較長等弊端。技術升級及裝備更新換代成為勘測手段進步的重中之重，所以全球定位技術的使用是現階段水利工程實際的必然之選。沿線控制測量能夠使用高速靜態工作方式達成，進而為道路測量、地形地貌圖像繪制等提供數據支持；除此以外，還能夠生成作業控制網絡為閥門、堤壩、水渠等水利工程項目作業提供依據，這也是水利工程項目測量過程中全球定位系統的前期使用階段。事實上，載波相位差分技術即時動態位置確定技術的使用為全球定位系統的發展潛能，具備非常寬廣的實際使用前景。

水利工程測量過程中載波相位差分技術的實際使用

載波相位差分技術基礎理論

載波相位差分技術已得到大范圍推廣使用，包括：①載波相位差分技術擁有很多數據鏈以獲得各種類型的參數信息；②基站接收裝置具備信息分析和接收功能③很難獲得的數據可可選擇流動接收基站，以此實現數據的即時傳送及觀測。載波相位差分技術優勢載波相位差分技術優勢。①作業效率高：載波相位差分技術可以大幅提高工作效率，減少成本及費用。②減少作業環境要求：對外部環境的測量要求比較高，此技術應用區域大并且對環境要求不高，外部條件對載波相位差分技術的制約較小。③參數信息安全、位置確定精準程度高：基于全球定位技術進步出現的載波相位差分技術兼備全球定位系統的很多優勢，針對地形狀況比較復雜的區域載波相位差分技術可以保障相關工程技術人員安全及參數信息的精準程度。

載波相位差分技術的使用

河道地形地貌圖測量應用

水利測量作業進程中載波相位差分技術的使用一般應用在河道地形地貌圖像的勘測，通常使用載波相位差分技術優點達成繁雜的河道地形地貌圖像勘測任務。水下測量是大部分河道地形地貌圖像的勘測環境，然而人眼不能直接觀察水下的狀況及環境，為了保障地形地貌測量精確程度一定要科學使用載波相位差分技術。伴隨著科學技術的提高及水利工程行業的發展，河道地形地貌圖像測量中載波相位差分技術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、客觀的反映出河道的真實狀況，具有作業強度小、測量精準程度高及作業周期短等特性。信息保密控制點測量過程水利工程測量任務的關鍵點及重點是保障加密控制要點勘測的精準程度。常規的水利工程測量形式一般使用三角形控制網絡及距離測試儀引導線進行測量，此方案受外界條件的影響對測量精準程度制約較大。關于上述狀況載波相位差分技術能夠高效解決，此方案具備精準程度高及測量快捷簡便的特性，借助把4個及以上測控點設立在16km區域內就能夠達成對應的測量工作。

數字化地形地貌圖像測量過程

載波相位差分技術可以迅速進行位置確定和即時掌控相關坐標成果，勘測地形地貌的時候具備非常優異的適用性。在信息參數收集特性下能夠配合地形地貌狀況迅速達成勘測作業，并且能夠以圖像的形式顯示收集達成以后的地形地貌點，經過轉換處置得出數字化的地形地貌圖像。

相關流域斷面測量過程

把探深裝置和載波相位差分技術相配合勘測流域的斷面，必須先針對相關流域的斷面位點依照現階段的地形地貌圖像進行前期規劃，經過真實測量后獲得全部基點的高度行程、水平面坐標等相關信息；當中，基準點三維坐標使用微機實施精準記載，然而相關流域斷面航線使用相關行業內解決的措施科學規劃。精準校對全部勘測信息參數以后，才能夠針對每段航段斷面圖像使用專業化制圖軟件進行繪制。

測量過程常規問題和解決方案

針對載波相位差分技術在使用時經常出現的若干狀況給出行之有效的解決措施：①衛星條件狀況。使用衛星獲得勘測信息為載波相位差分技術勘測解決方案的關鍵基礎，如果衛星不能覆蓋整個被測區域，就無法保障勘測信息的可靠度及精缺性，障勘測信息極易產生誤差。因此，必須結合星歷預測報告來達成勘測工作。②實際勘測直徑比標稱直徑小、參數信息傳送受到制約及擾動的弊端。數據信息是傳輸載波相位差分技術勘測信息的關鍵方法，應該最大限度地提升基站的海拔高度，使基站處在勘測區域的至高點。③勘測數據的平穩性及精確稱度的問題。關于自然條件載波相位差分技術勘測的需求不高，為提升勘測精確程度應該提高校對頻次或者反復多次進行勘測。

結語

綜上所述，在水利工程測量過程中載波相位差分技術的使用保障了測量數據信息的精準度及可靠性，為水利工程勘測規劃及保障后期施工的順利進行提供技術支持，為推進水利工程事業進步及自動化、智能化勘測體系的建立打下了堅實的基礎。在現場勘測進程中為了保證測量的精準程度，必須按照標準應用相關測量裝置、提升測量精準程度及相關工程技術人員的職業素養。因此，研究探索載波相位差分技術優勢、基礎理論和施工過程中經常出現困難的解決措施，能夠給水利過程項目勘測、規劃、質量、工期、安全標準的達成提供關鍵保證。

作者：荊秀娟 單位：德惠市水利勘測設計處