高道林

摘要：GPS，也就是全球定位系統(tǒng)，RTK，是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。GPS-RTK，利用的是載波相位動(dòng)態(tài)差分的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)野外實(shí)時(shí)厘米級(jí)精度測(cè)量，具有相當(dāng)高的野外工作效率，其作業(yè)條件要求較低，且操作簡(jiǎn)便、高效，不會(huì)有測(cè)量誤差的積累，定位精度較高，數(shù)據(jù)處理可靠，對(duì)于工程測(cè)量有著重要的作用。本文以實(shí)際工程為例，介紹了GPS—RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，總結(jié)了幾點(diǎn)體會(huì)。

關(guān)鍵詞：GPS—RTK技術(shù)；工程測(cè)量；輸氣管道工程；中線放樣

1GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

1.1 控制測(cè)量

控制測(cè)量，是工程建設(shè)、管理與維護(hù)的重要保證，其測(cè)量中的控制網(wǎng)網(wǎng)型與測(cè)量精度，需要根據(jù)工程的實(shí)際規(guī)模與性質(zhì)來(lái)判斷。以城市控制網(wǎng)為例，其優(yōu)點(diǎn)在于精度高、面積大，且使用較為頻繁，但由于城市發(fā)展建設(shè)的問(wèn)題，工程施工中極容易破壞控制網(wǎng)導(dǎo)線，對(duì)工程測(cè)量的效率與效果產(chǎn)生影響。因此，控制網(wǎng)測(cè)量對(duì)于精度有著極高的要求。而使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量，只需要選定合適的基準(zhǔn)站和流動(dòng)站，就可以完成相應(yīng)的測(cè)量工作，如果測(cè)量點(diǎn)無(wú)法設(shè)置控制點(diǎn)，還可以通過(guò)交會(huì)法等間接的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)控制測(cè)量。相比于傳統(tǒng)的控制測(cè)量方法，GPSRTK技術(shù)避免了點(diǎn)與點(diǎn)之間必須保持通視的弊端，其覆蓋面積以及測(cè)量效率、測(cè)量精度有所提高，且花費(fèi)的費(fèi)用也相對(duì)較小。

1.2 施工放樣

施工放樣，是工程建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作，對(duì)于工程建設(shè)的開展與竣工后的工程質(zhì)量有著重要的影響。采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行施工放樣，只需要在RTK控制器中輸入相應(yīng)的放樣起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)交和半徑等放樣參數(shù)，就能夠快速準(zhǔn)確的完成施工放樣工作。在利用GPS-RTK技術(shù)施工放樣中，可以利用坐標(biāo)及樁號(hào)進(jìn)行放樣，也可以在放樣過(guò)程中進(jìn)行誤差的判斷與控制，從而消除了累積誤差的產(chǎn)生，有效地保證了放樣的精確度。

1.3 碎部測(cè)量

在利用傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行碎部測(cè)量時(shí)，不僅要進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)工作，還需要保持測(cè)量過(guò)程中監(jiān)測(cè)站與所測(cè)點(diǎn)之間的持續(xù)通視，最少需要2～3人來(lái)完成整個(gè)工作，且對(duì)人員的技術(shù)水平以及工作能力有著較高的要求。而使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行碎部測(cè)量，則可以免除布設(shè)控制點(diǎn)的工作環(huán)節(jié)，只需要1位具有測(cè)量經(jīng)驗(yàn)的工作人員，在其攜帶的儀器當(dāng)中輸入碎部點(diǎn)的輸入特征編碼，就可以通過(guò)測(cè)圖軟件完成地形圖的繪制，然后，將獲得的碎部屬性與坐標(biāo)信息輸入到相應(yīng)的儀器當(dāng)中，就可以完成整個(gè)碎部測(cè)量工作。

2 GPS RTK 技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例分析

以某煤層氣輸氣管道工程線路測(cè)量及中線放樣為例

2.1 工程概況

某煤層氣輸氣管道工程全長(zhǎng)89km。其中主管線長(zhǎng)79km；支管線10km。設(shè)計(jì)壓力4.5MPa，設(shè)計(jì)輸氣量3.2×108m3/a。主管線d508mm，支管線d168.3mm，按照設(shè)計(jì)要求需進(jìn)行煤層氣輸氣管道線路工程1：2000地形圖測(cè)量，晉煤機(jī)關(guān)末站、長(zhǎng)治末站及線路閥室和調(diào)壓站的1：500地形圖測(cè)量。

2.2 控制測(cè)量

2.2.1 平面控制測(cè)量

首級(jí)平面控制測(cè)量采用6臺(tái)套中海達(dá)GPS接收機(jī)進(jìn)行靜態(tài)網(wǎng)聯(lián)測(cè)量，根據(jù)沿途國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)情況，首級(jí)平面控制布設(shè)了GPSE級(jí)點(diǎn)48個(gè)，編號(hào)為G001～G048。實(shí)地埋石或打鋼釘標(biāo)志。GPS網(wǎng)的布設(shè)根據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需要預(yù)期達(dá)到的精度、測(cè)區(qū)自然地理及交通狀況等，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。點(diǎn)位選在視野開闊、交通方便、地面穩(wěn)定的位置。在此基礎(chǔ)上以動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量RTK點(diǎn)作次級(jí)加密。所選E級(jí)GPS點(diǎn)按照規(guī)范要求布設(shè)在利于接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，遠(yuǎn)離其他電磁干擾地點(diǎn)，保證了采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量。采用抵償高程面上的高斯正形投影3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。

觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求，準(zhǔn)確對(duì)中。觀測(cè)人員都嚴(yán)格按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，保證有足夠的同步觀測(cè)時(shí)間。接收機(jī)開啟前和作業(yè)過(guò)程中，逐項(xiàng)填寫觀測(cè)手簿，精確量取天線高2次，準(zhǔn)確記錄，確保無(wú)誤。基線解算及網(wǎng)平差采用隨機(jī)軟件解算，重復(fù)基線差和基線環(huán)閉合差均不超限，滿足規(guī)范要求。

2.2.2 高程控制測(cè)量

首級(jí)高程控制雙頻GPS高程擬合，在測(cè)區(qū)兩端有三家店II等水準(zhǔn)點(diǎn)和D001、D002II等水準(zhǔn)點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)，作為已知高程。GPS外業(yè)觀測(cè)完成后將3個(gè)高程已知點(diǎn)和其他高程未知點(diǎn)進(jìn)行雙頻GPS高程擬合測(cè)量，擬合的測(cè)量精度滿足規(guī)范的要求。外業(yè)用電磁波三角高程聯(lián)測(cè)用南方606型2″級(jí)全站儀進(jìn)行五等電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量往返高差測(cè)量檢核，儀器高和目標(biāo)高均量到毫米，符合要求。

2.2.3 線路中線控制測(cè)量

根據(jù)甲方設(shè)計(jì)人員實(shí)地踏勘所定中線方向，埋設(shè)選線中線樁和測(cè)量控制樁。為了方便以后施工，在中線樁附近以同樣精度施測(cè)了2～3個(gè)固定控制樁，固定樁和中線樁采用V8動(dòng)態(tài)雙頻GPS接收機(jī)，用RTK方式采集點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，時(shí)時(shí)查看解算點(diǎn)的點(diǎn)位精度及高程精度。

2.3 1：2000線路帶狀圖測(cè)量

地形圖測(cè)量采用全野外數(shù)字化測(cè)圖。分3個(gè)作業(yè)小組，外業(yè)使用1臺(tái)全站儀及3臺(tái)套R(shí)TK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)業(yè)使用南方CASS7.1數(shù)字化成圖軟件編輯，最終提供AutoCAD格式的*.dwg圖形文件。

采用動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量時(shí)流動(dòng)站距參考站的距離不超過(guò)5km。原始數(shù)據(jù)當(dāng)天下載、備份，以防丟失。當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天處理，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)或超限點(diǎn)要及時(shí)補(bǔ)測(cè)、重測(cè)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，測(cè)圖范圍為管線兩側(cè)各60m以內(nèi)管道、電線、通信線、鐵路、公路、大車路、里程碑、河流、橋涵、獨(dú)立樹、房屋等實(shí)測(cè)。所有線型、字體的比例及格式均嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)書要求執(zhí)行。

2.4 中線放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的中線設(shè)計(jì)坐標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)用動(dòng)態(tài)RTK進(jìn)行實(shí)地放樣，在儀器手薄中輸入放樣坐標(biāo)后，軟件會(huì)自動(dòng)解算此點(diǎn)的相關(guān)信息，作業(yè)人員根據(jù)提示能夠快速準(zhǔn)確地放樣出點(diǎn)位。

3 結(jié)論：

由于正值夏季，線路兩旁植被及農(nóng)作物較多，通視條件不好，用常規(guī)儀器測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)工，工作量較大，而且誤差較大，所以采用GPS—RTK測(cè)量地形圖，不僅高效快速，而且精度也比較高。RTK測(cè)量不要求基準(zhǔn)站、移動(dòng)站通視，不受氣候、季節(jié)等因素的影響，而且作業(yè)距離和范圍大大擴(kuò)展，使測(cè)量工作變得更容易、更輕松。在建筑物比較密集的地方，可用全站儀配合RTK進(jìn)行測(cè)量，提高了作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

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