黃衛(wèi)洪　樓榮

摘要：隨著經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，越來越多的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用在地下管線測量中。RTK技術(shù)是一種新型的定位技術(shù)，具有操作簡單、平面定位精度高、直觀、自動化程度高等優(yōu)點，在地下管線測量中有十分廣泛的應(yīng)用。文章重點分析了地下管線測量中網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地下管線；管線測量；RTK技術(shù)；動態(tài)定位技術(shù)；測量人員；測量效率

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0050-02

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的城市化建設(shè)步伐越來越快，城市原有的地下管線已經(jīng)不能滿足人們生活及生產(chǎn)的需求，因此，需要加大地下管線的建設(shè)力度。在進行地下管線測量過程中，如果采用一般的GPS靜態(tài)測量，雖然有很高的精度，但其工作效率很低，并且在外業(yè)測量過程中不能實時了解定位精度，如果測量完成后，發(fā)現(xiàn)精度不合理，還需要重新測量，而采用RTK技術(shù)能實時了解定位精度，全面掌握觀測的質(zhì)量，極大地提高了作業(yè)人員的工作效率，本文就地下管線測量中網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的應(yīng)用進行分析。

1 RTK技術(shù)的基本原理

RTK定位技術(shù)是一種基于載波相位觀測值的動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r提供觀測站點在相應(yīng)坐標系中的三維定位情況，其精度能達到cm級。在RTK模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將觀測到的數(shù)據(jù)和觀測站的坐標信息輸送到流動站中，流動站在接收基準站信息的同時，也會采集GPS觀測數(shù)據(jù)，然后在系統(tǒng)內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理，得出cm級的定位結(jié)果。流動站可以是運動狀態(tài)，也可以是靜止?fàn)顟B(tài)，基準站和流動站的接收機能同時測量GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號，通過比較基準站接收機測得的三維位置信息與該測量點已知的數(shù)據(jù)，得出GPS定位數(shù)據(jù)的修正值，從而修正動態(tài)接收機測得的實時位置，獲得更加精準的動態(tài)用戶位置。

2 RTK技術(shù)的組成及優(yōu)點

2.1 RTK系統(tǒng)的組成

基準站主要由用于接收GPS衛(wèi)星信號的GPS接收機及天線，用于手機通訊、電臺、發(fā)射天線等發(fā)射基站無線電信號的無線電傳輸設(shè)備，用于設(shè)置發(fā)射電臺、基準站基本參數(shù)的電子手薄等幾部分組成；流動站主要由用于接收GPS信號的GPS接收機及天線、用于接收基站發(fā)射無線電信號的無線電接收電臺及天線、用于設(shè)置接收電臺、流動站基本參數(shù)的電子手簿等幾部分組成。

2.2 RTK技術(shù)的優(yōu)點

應(yīng)用RTK技術(shù)各觀測站之間不需要進行通視，能極大地減少測量的時間，降低測量成本；RTK技術(shù)的定位精度很高，有效作業(yè)距離比較短，并且能實時監(jiān)視定位精度；RTK技術(shù)能全天候工作，不會受到天氣等自然因素的影響；RTK系統(tǒng)操作十分簡單，自動化程度很高，并且接收機的體積比較小，重量也比較輕，在進行外業(yè)測量時，能極大地減輕測量工作人員的勞動強度；RTK技術(shù)的觀測時間很短，隨著系統(tǒng)的不斷完善，在采集數(shù)據(jù)時，只需要幾秒鐘就能將一個測量點測量出來。RTK技術(shù)以不受通視限制、高精度、速度快、全無缺等優(yōu)點，受到越來越多的測量用戶的喜愛。

3 RTK技術(shù)在地下管線測量的應(yīng)用實例

3.1 工程概況

以某城市地下管線探測為例，分析了RTK技術(shù)在地下管線測量中的應(yīng)用。該探測區(qū)域地勢比較平坦，道路相對寬敞，道路兩側(cè)的高層建筑不太多，兩側(cè)大部分是空地，部分道路與建筑物之間有樹木，但不影響視空，對RTK作業(yè)不會產(chǎn)生大的影響。在本次地下管線測量過程中工作量大、時間比較緊，一般的測量方法很難在規(guī)定時間內(nèi)完成測量任務(wù)，根據(jù)實際情況，測量單位決定采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)配合全站儀完成測量任務(wù)。

3.2 參數(shù)轉(zhuǎn)換

在本次測量中需要采用WGS-54、WGS-84及其他獨立坐標系，而GPS采用的是WGS-84坐標系，因此，在測量過程中，需要進行坐標系轉(zhuǎn)換。采用網(wǎng)絡(luò)RTK測量地下管線時，常使用坐標校正法、4參數(shù)法、7參數(shù)法進行坐標轉(zhuǎn)換，在本次測量中，采用坐標校正法。在測量區(qū)中取5個已知控制點，用網(wǎng)絡(luò)RTK移動站，在不運用任何校正參數(shù)的情況下，接入CORS參考站中進行測量，獲取固定解，并記錄這5個點的WGS-84坐標，然后利用RTK電子手薄提供的已知點坐標與WGS-84坐標進行校正，求出轉(zhuǎn)換參數(shù)，確保各點的殘差分量在0～3cm之間。

3.3 外業(yè)測量

地下管線點的測量采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)瞬間獲得管線點的三維坐標，觀測采樣率為3s，測量歷元素不能低于5，為保證定位瞬間，GPS接收機處于穩(wěn)定狀態(tài)，需要在測量過程中設(shè)置強制對中桿。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)測量的管線點坐標，點位坐標要符合相關(guān)管線點精度要求。

3.4 圖根點測量

在進行圖根點測量時，為確保圖根點的精度符合相關(guān)規(guī)定，需要對同一個觀測點測量兩次，然后取平均值，在測量過程中要保證兩次測量誤差在0～3cm之間。在測量過程中，如果出現(xiàn)點位失鎖的現(xiàn)象，要重新測量，直到得到固定解位置。在本次測量中，有部分控制點周圍的障礙物比較多，信號不太好，坐標解不太好算，可以將接收機移到附近得到的固定解，然后緩慢移到接收機至相應(yīng)點位進行測量。

3.5 精度分析

為檢測網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的測量精度和穩(wěn)定性，在本次測量中，使用測角精度為2s，測距精度為±2mm+2ppm的全站儀對部分相鄰圖根點距離及管線點的坐標進行重新測量檢驗。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)點位誤差最大在6.5cm、最大高程誤差為6.8cm，點位中誤差為±2.51cm，高程中誤差為±2.64cm，高程測量結(jié)果的精度小于5cm，符合相關(guān)規(guī)定；邊長誤差最大為-1.8cm，邊長相對誤差為1/11772，邊長中誤差為±0.94cm，得出平面測量結(jié)果精度符合相關(guān)規(guī)范。

3.6 注意事項

在進行地下管線測量時，要注意RTK技術(shù)的基礎(chǔ)是GPS定位技術(shù)，因此，必須保證對GPS衛(wèi)星進行動態(tài)跟蹤，同時要保證跟蹤的衛(wèi)星數(shù)目符合相關(guān)要求，在測量過程中，要盡量將測量點設(shè)置在開闊的地區(qū)或者地勢比較高的地區(qū)。RTK比靜態(tài)GPS的誤差要多，如數(shù)據(jù)鏈接傳輸誤差等，因此，為保證測量的可靠性和精確性，需要對RTK測量結(jié)果進行驗證。在測量過程中，必須注意電臺信號的接收情況，防止采集到不準確的測量數(shù)據(jù)，造成測量結(jié)果精度不高。由于RTK測量精度、穩(wěn)定性都沒有全站儀高，并且RTK容易受衛(wèi)星情況、數(shù)據(jù)鏈傳輸情況等的影響，因此，在進行測量時，要多設(shè)置幾個控制點，用作檢核RTK測量成果。在搬運、使用RTK系統(tǒng)時，要注意保護好各個部件，避免發(fā)生碰撞的現(xiàn)象，這樣不僅能延長儀器的使用壽命，還能為測量精度提供保障。

4 結(jié)語

RTK技術(shù)具有定位精度高、實時提供三維坐標、觀測時間短、操作簡單等優(yōu)點，將RTK技術(shù)應(yīng)用在地下管線測量中，能極大地減輕測量人員的勞動強度，提高測量效率。在進行地下管線測量時，測量單位要根據(jù)實際情況，合理地應(yīng)用RTK技術(shù)，從而為測量結(jié)果的可靠性提供保障。

參考文獻

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作者簡介：黃衛(wèi)洪（1971-），男，江西南昌人，江西省地礦測繪院助理工程師，研究方向：測繪工程。