黃慶強

RTK技術(shù)在地下管線測量工程中的應(yīng)用

黃慶強

（桂林市測繪研究院 廣西桂林 541002）

RTK技術(shù)是一種較為新型的定位技術(shù)，具有操作方便、定位精確度高、誤差小等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到地下管線的測量工程中，但在應(yīng)用的過程中，RTK技術(shù)注意事項較多，為了保證測量結(jié)果的準確性與可靠性，測量人員需要規(guī)范RTK技術(shù)中的各項操作。本文對RTK技術(shù)的原理及優(yōu)點進行分析，在此基礎(chǔ)上分析了RTK技術(shù)在地下管線測量工程中的具體應(yīng)用，以期進一步提高地下管線測量工程的準確性。

地下管線測量；RTK技術(shù)；優(yōu)點；應(yīng)用

1 前言

近些年來，我國城市化進程日漸加快，城市人口數(shù)量日漸增多，城市地下原設(shè)的管線已經(jīng)滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的使用需求，因此，需要對城市地下管線進行優(yōu)化。在地下管線測量工程中，傳統(tǒng)的技術(shù)是導(dǎo)線網(wǎng)布測，不但需要花費大量人力物力，而且測量精確度不高，同時，在測量中應(yīng)用的GPS為靜態(tài)，難以保證測量效率，需要返測的現(xiàn)象大量存在。作為一種新型的測量技術(shù)，RTK技術(shù)不但定位精準，而且能夠保證觀測效率，在達到測量要求的情況下，測量人員可以停止觀測，開展下一個測量工作，提高測量效率。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該認識到RTK技術(shù)在地下管線測量中的重要作用，并不斷提升RTK技術(shù)水平，把RTK技術(shù)規(guī)范應(yīng)用到地下管線測量工程中，進步提高地下測量工程的科學(xué)性與合理性。

2 RTK技術(shù)基本原理與優(yōu)點分析

2.1 RTK技術(shù)基本原理

眾所周知，GPS是基于人造衛(wèi)星的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，通過地面、運動載體上專門接收機的設(shè)置，對衛(wèi)星發(fā)送出的信息進行接受，實現(xiàn)地位導(dǎo)航的目的。RTK技術(shù)是一種以載波相位觀測值為基礎(chǔ)的定位技術(shù)，具體實時動態(tài)性，能夠?qū)χ贫ㄗ鴺诉M行三維定位，并向觀測站點實時提供定位結(jié)果，定位能夠精確到厘米，在RTK技術(shù)工作中，基準站應(yīng)用數(shù)據(jù)鏈把其觀測到左邊信息傳送給流動站，流動站在接受基準站數(shù)據(jù)的同時，還要對GPS觀測到的數(shù)據(jù)進行采集，在系統(tǒng)內(nèi)實時對存在差分的觀測值進行處理，其測量示意圖見圖1。

圖1 RTK技術(shù)測量示意圖

2.2 RTK技術(shù)的優(yōu)點

相較于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，RTK技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①縮短測量時間，減少測量經(jīng)費，地點定位選擇具有靈活性。②定位較為精準，能夠?qū)崿F(xiàn)較遠的有效距離。③受天氣的影響較小，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候測量，在測量中不但能夠得到準確的測量結(jié)果，而且能夠?qū)Χㄎ坏木珳识冗M行監(jiān)視。④操作比較簡單，自動化程度比較高，在應(yīng)用過程中，只需把儀器調(diào)整到工作狀態(tài)，就能夠自動測量，使測量效率得到保障。⑤觀測時間短，RTK技術(shù)是系統(tǒng)日漸完善，短短幾秒就能對一個定點進行測量?？傊诋斍暗牡叵鹿芫€測量工作中，RTK技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，能夠有效提升地下管線測量工程的質(zhì)量與效率。

3 RTK技術(shù)在地下管線測量工程中的具體應(yīng)用

3.1 工程實例

某市需要開展一項地下管線探測工程，該地區(qū)地勢較為平緩，道路較寬，兩側(cè)高層建筑物數(shù)量不多，道路旁邊建筑物、植物等視空不會造成過大影響，部分新建道路的地形圖還未更新，這給地下管線測量工程帶來很大的難度，因此，相關(guān)工作人員把RTK技術(shù)應(yīng)用到該地下管線工程的測量中，該地區(qū)信號較好，應(yīng)用RTK技術(shù)不但能夠有效提高工作效率與質(zhì)量。該地下工程中RTK圖根控制技術(shù)要求如表1所示。

表1 某市地下管線測量工程RTK圖根控制技術(shù)要求

3.2 應(yīng)用RTK技術(shù)對地下管線進行測量的步驟

3.2.1 對基準站進行架設(shè)

①對工程所在地區(qū)的各項資料進行收集，并進行詳細分析，隨后應(yīng)用衛(wèi)星歷書對工作計劃進行編制。②在基準站中做好GPS接收機的安置工作，成功連接發(fā)射電臺、電臺天線、電瓶，對GPS天線高進行量取，將GPS接收機的工作模式調(diào)整為RTK。③對基準站進行設(shè)置，并把控制點輸入。④對坐標進行轉(zhuǎn)化，如果所要測量的地區(qū)已經(jīng)有假定的坐標時，則應(yīng)用控制點聯(lián)測的方法把坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)算出；如果所要測量的地區(qū)沒有明確坐標，則根據(jù)已知聯(lián)測點把左邊轉(zhuǎn)換參數(shù)算出，完成以上各項操作后，可正式開始具體的測量工作。

3.2.2 對圖根點進行測量

在圖根檢查的工作中，需要以圖根控制技術(shù)要求為依據(jù)，對同一個地點進行兩次觀測，取兩次的平均數(shù)作為結(jié)果，并保證兩次測量數(shù)據(jù)之間的差在5cm左右，以保證圖根點的精準度。在測量過程中，出現(xiàn)點位失鎖現(xiàn)象時，需要重新初始化，然后才進行再次觀測，直至得到一個固定的解。對于附近有較多障礙物，信號受到影響的控制點，如果無法算出坐標解，需要適當移動接收機，得到固定解之后，再緩慢將接收機移到點位上進行測量。

4 在地下管線測量中應(yīng)用RTK技術(shù)可能出現(xiàn)的問題及注意事項

4.1 在地下管線測量中應(yīng)用RTK技術(shù)可能出現(xiàn)的問題

①衛(wèi)星信號在五顆以下，影響固定解的獲取，這主要受到兩個因素的影響：a.衛(wèi)星分布情況的影響，此時，測量人員應(yīng)該對星歷預(yù)報進行查詢，查看信號較好的時段，并在該時段內(nèi)進行觀察。b.周圍建筑物、植物影響，此時，可以在周圍較為開闊的地區(qū)定點觀測，也可以應(yīng)用雙星儀器進行觀測。②衛(wèi)星信號良好，視野開闊，但無法獲得固定解，此時，重啟儀器，重新對網(wǎng)絡(luò)進行連接，如果仍然不能獲得固定解，則可以對衛(wèi)星的高度角進行設(shè)置，把其放大20°以上，在此觀測。③遇到遠程連接主機失敗的問題，考慮是否受到運營商信號或者欠費的影響。此外，在測量過程中，部分測量數(shù)據(jù)可能有粗差出現(xiàn)，影響測量質(zhì)量，這可能受到傳播效應(yīng)的影響，為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在選點時應(yīng)該避開存在電磁干擾源、水域等地段。

4.2 在地下管線測量中應(yīng)用RTK技術(shù)時需要注意的事項

①在對精準度要求較高的點進行測量時，應(yīng)該注重三腳架、快速對中支架的應(yīng)用，并保證天線的穩(wěn)定性，在測量前對參數(shù)進行校正。②在測量開始時，應(yīng)該注重內(nèi)部、外部的檢查工作，確定RTK系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠，隨后再開始下一步測量工作。③為了測量出可靠的結(jié)果，在應(yīng)該注重儀器、系統(tǒng)的檢核工作。當電離層、對流層的活動比較強烈時，RTK的定位有較大誤差，往往難以獲得固定解，應(yīng)該注意觀察和分析，把這一時段避開。另外，在具有反射性的建筑物、水面等容易出現(xiàn)多路徑傳輸效應(yīng)的地區(qū)，應(yīng)該避開，并注重考慮高壓線對測量信號的影響。對于建筑物、植物較為密集、RTK信號較差的區(qū)域，應(yīng)該把RTK技術(shù)與常規(guī)測量技術(shù)結(jié)合在一起，以實現(xiàn)理想的測量效果。

5 結(jié)束語

直至今天，RTK的發(fā)明已有幾十年時間，在這幾十年的發(fā)展歷程中，該技術(shù)的先進、方便、快捷等優(yōu)點得到了廣大測繪工程者的肯定，被廣泛應(yīng)用到各項測繪工作中。當前，我國城市化的進程不斷加快，人們對地下管線設(shè)置的合理性與科學(xué)提出了更高層次的要求，對地下管線測量工程工作效率與質(zhì)量的要求也日漸提高。在這樣的情況下，急需把一種快捷、先進的測量技術(shù)引入到地下管線測量工程中，RTK技術(shù)就是其中一種，此種測量技術(shù)不但具有觀測時間短、操作簡單等優(yōu)點，能夠有效提高地下管線測量效率，而且在定位中的精準度較高，能夠有效提高地下管線測量的質(zhì)量。因此，相關(guān)測量工作人員應(yīng)該積極學(xué)習(xí)RTK技術(shù)的操作方法與操作技術(shù)，把其有效應(yīng)用到地下管線測量工程中。

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1004-7344（2016）33-0204-02

2016-4-20

黃慶強（1971-），男，工程師，本科，主要從事城市工程測量，竣工測量，航空攝影測量，地理信息化建設(shè)等方面的研究工作。