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浮子液位计的技术原理与优势及水库勘测中的应用

发布时间:2021-03-02 07:05:37  点击次数:85次

摘要:针对浮子液位计技术在水库勘测定界工作当中的具体应用,进行全方位分析,并结合具体的工程案例,简要介绍了水库勘测定界工作中运用浮子液位计技术的重要性、浮子液位计技术原理与优势,如自动化程度较高、定位精度较高、操作便捷等,提出浮子液位计技术在水库勘测定界工作中的应用要点,希望能够为有关技术人员提供帮助。
浮子液位计技术属于一种新型GPS测量方法,常规的静态、快速静态与动态测量均需事后进行解算方可获取厘米级的精度,但是,浮子液位计技术的合理运用,能够帮助测绘人员在野外实时获取厘米级定位精度,具有良好的应用前景。因此,本文重点分析浮子液位计技术在水库勘测定界工作之中的应用要点。
1水库勘测定界工作中运用浮子液位计技术的重要性分析
土地勘测定界又常被人们称为勘测定界、勘界,主要指的是结合土地征收与征用等一系列规划措施,包括土地的开发与整理等工作,对土地进行勘测界定,界定土地zui终的使用范围,为国土资源行政主管部门提供良好的技术服务。在水库勘测定界工作之中,如果采用传统的测量方法,如全站仪与静态GPS技术开展水库勘测定界工作,因为首级GPS控制点之间的距离比较大,次级控制需要使用全站仪实施导线测量,导线测量受通视条件的影响较大,很容易出现误差。而浮子液位计技术的合理运用,能够保证水库勘测界定工作效率得到更好提升,有效减轻水库测量人员的工作压力。
2浮子液位计技术原理与优势
2.1技术原理
浮子液位计技术又被称为实时动态差分法,以载波相位观测数值为基础的实时动态定位测绘技术。在浮子液位计技术作业条件下,水库工程当中的基准站能够将载波相位观测数值一系列信息数据传送到流动站,流动站接收到这些信息之后,结合GPS数据采集情况,针对系统内部的观测数值进行差分处理,给出相应的三维定位成果,三维定位成果的精确度能够达到厘米级。
2.2技术优势分析
2.2.1自动化程度较高
浮子液位计技术具有自动化程度较高的特点,测绘功能非常强,应用范围广,在水利工程内外业测绘当中,均可以应用。流动站采用内装式软件控制体系,不需要人工操作,能够自动进行多样测绘,辅助测量强度较低,有效避免了人为误差的产生,提升作业精度。
浮子液位计技术的运用,能够不断降低测绘作业要求,两个测量点之间不必进行光学通视,仅满足电磁波通视与对天通视要求即可。与常规的测量技术相比来说,浮子液位计技术受环境因素的影响特别小,只要符合其基本运行要求,就能够准确的完成定位作业。
2.2.2定位精度较高
采用浮子液位计技术进行水库勘测界定,能够保证水库勘测界定定位精度符合有关规定,各项勘测数据更加安全,不会产生误差。全站仪车辆设备经过长时间使用后,其内部很容易发生误差积累现象,搬动的次数越多,误差积累量就越大,而RTK则不同,仅需要满足其zui基本的工作要求,在相应的作业半径范围之内,其作业平面精度与高程精度均能够达到厘米级。一般来说,平坦的地形地势,良好的RTK设站一次就能够自动测量完半径为10km测区,有效减少了测量仪器的搬动次数,一个测量人员进行操作就可以,作业速率特别快,工作强度较低,能够降低测量外业的各项费用,保证外业测绘精度得到更好提升。
2.2.3操作便捷
RTK基准站不需要使用任何设备,移动站一边走一边获得相应的测量结果坐标数据,数据的处理效率比较高,数据输出能力也比较好,和计算机,包括一系列测量仪器保持良好通信。
3浮子液位计技术在水库勘测定界工作当中的具体应用
3.1工程概况
某水库坝址位于农村,坝址与县城相距35km,坝址上部的集雨面积为5.06km2左右,施工条件较好。在该水库工程当中,坝型是混凝土面案堆石坝,校核水位是333.68m,相应的库容是128万m3,正常蓄水位是331.2m,库容为109万m3,死水位是316m,死库容是8.56万m3。坝顶高程是336m,长度为88.6m。
3.2准备工作
在该水库工程当中,测量人员采用的坐标系统是1980西安坐标系。在具体的测量过程之中,测量人员运用2台南方GPS仪器来收集相应的测量数据,并使用1台徕卡全站仪、一台GPS-RTK来完成相应的数据采集工作。对水库进行勘测定界的主要目的是针对淹没线作用的土地范围,对界桩实施测量与放样,结合设计水位的高程,做好界桩拔放工作。因为该地区的地形比较陡峭,故测量人员决定采用双基站方法开展测量工作。该地区共有5个控制点,具体的位置分布见图1。另外,因为RTK数据链使用超高频电磁波,数据链所发生的电磁波频率比较高,能够得到456MHz,为了保证测量数据更为精确,测量人员可以将基准站设置在测区的zui高位置,并结合RTK作用距离和基准站架设高度之间的关系,合理控制基准站的架设高度,RTK作用距离和基准站架设高度之间的关系见表1。

3.3控制测量要点与外业数据的收集与处理
(1)要合理利用该地区的各个控制点,该地区的控制点属于D级GPS控制点,确定好各个控制点之后,开展GPS静态测量。
(2)做好外业数据收集与处理工作。 为了保证外业数据更加精确 ,测量人员需要结合各项数据 ,绘制相应的草图 ,并根据该地区的地形特征,遵守图示标准,针对比较复杂的图示符号,可以将其简化,也可以重新定义,需要注意的是,草 图绘制符号和数据收集过程之中采用的地形码保持一致。
(3)明确数据收集要求。 数据收集要求如下:仪器对中误差不宜超过 5mm;结合比较远的测站点 ,做好方向标定工作 ,并对周围的测站点进行检验;检查测站点的高程,各个测站点的高程差不宜超过六分之一等高距;完成数据采集之后,测量人员要明确具体的标定方向 ,保证检测结果合理,不超过标准限度。
(4)做好内业编辑工作。 测量人员完成野外数据采集工作后,可以利用相关软件进行科学编辑。
3.4 汇总及注意事项
运用有关软件,汇总测量的各项数据,并结合当地的土地利用数据,做好统计与分析工作。 在水库勘测定界工作当中,测量人员在应用 RTK 技术时,要特别注意以下几个问题:
(1)因为该地区的水库勘测定界作业区域地形比较陡峭,有的时候会出现基准站信号盲 区, 测量人员通常在水库勘测定界工作结束后,在 2 台移动站两侧各成立相关的作业小 组,一旦出现信号盲区现象, 这两个移动站可以作为互相的基准站开展测量,也可以将 其中的一个移动站进行固定,并将该固定的移动站作为已知的基准站, 而另一个移动 站通过校正之后,仍然可以工作。
(2)妥善解决误差累积问题。 一般来说,测量误差会随着控制级别的增加而增多,如果控制 级别较低,则其测量误差就越多,因此,为了获取更加准确的测量数据,不断减少误差,在同一个测区之内,测量人员尽可能的采用相同参数。 在求取转换参数时, 尽可能的选择 3 个以上能够控制整体测区的高级控制点进行求解。 在细部测量的过程中,基准站需要设置在等级较高的控制点上部。
(3)基准站架设要合理,减少信号干扰现象的出现 。 RTK的发射频率和电磁波频率接近时,很容易受电磁波的干扰,例如,高压电力线与电视塔等发出的电磁波频率会影响 RTK 的发射频率。 如果测区分布高压电力线或者超高压电力线,基准站则需要尽量避免信号的干扰, 尽可能的减少信号干扰现象发生 , 基准站需要架设在和电力线距离超过 50m 的范围之外。 如果基准站周围分布电视塔或者通信基站,为了减少信号干扰,可以将基准站架设在和信号干扰源距离超过 200m 的区域。
(4)卫星的高度角也会对 RTK 定位精度产生影响 ,针对不同测量区域 ,产生的影响也不同 ,卫星几何分布好 ,RTK 的定位精度较高。 测量人员需要提前做好星历走势判断工作,并结合测区的具体情况,开展相应的放样与测量工作。 该地区的地形较陡峭,卫星分布高度角特别大,故卫星定位速度快。 针对卫星高度较低的卫星,测 量人员若移动测站,就会降低卫星的定位速度,故为了进一步提升测量精度,测量人员需要合理做好 RTK 定位工作。
4 结束语
综上所述, 将 RTK 技术运用到水库勘测定界工作当中 ,不但能够减轻测量人员的工作量,而且有效降低其工作强度。对于水库勘测定界测量人员来讲,在具体的工作当中,要明确RTK 技术原理,并结合 RTK 技术在应用过程中经常遇到的问题 ,提前制定好针对性较强的解决对策 ,进一步提高 RTK 技术在水库勘测定界工作中的应用效果。

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