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        淺談CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)在地下管線測量中的應(yīng)用

        2017-10-30 13:57:32張云龍
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2017年22期
        關(guān)鍵詞:管線觀測衛(wèi)星

        張云龍

        摘 要:伴隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展和知識型社會體系的構(gòu)建轉(zhuǎn)變,人們對于生活質(zhì)量的要求變得更高,而當(dāng)前的城市地下管線系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能滿足人們?nèi)粘Ia(chǎn)和生活中的需求,需要不斷研究開發(fā)新的地下管線技術(shù),加快地下管線建設(shè)和更新速度。在地下管線的實際測量工作中,一直沿用靜態(tài)測量技術(shù),雖然測量結(jié)果精度較高,但是測量效率已滿足不了工作需求。而且如果測量完成之后發(fā)生不符合要求情況,需要再次測量,造成時間和人力的浪費,且不能實時測量。本文將著重分析目前出現(xiàn)的基于CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段上發(fā)展而出的RTK測量技術(shù)應(yīng)用,RTK技術(shù)具有實時性、高精度、數(shù)據(jù)可靠、適用范圍大以及精度均勻等優(yōu)秀特點,對于地下管線的測量工作提供了較大的幫助。

        關(guān)鍵詞:CORS網(wǎng)絡(luò);RTK技術(shù);地下管線測量;應(yīng)用

        中圖分類號:P228 文獻標識碼:A

        一、地下管線測量概論

        人們在城市生活之中對于生活設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的要求逐漸增高,不少相關(guān)設(shè)備設(shè)施需要完善,這是保障城市經(jīng)濟不斷發(fā)展和吸引人才的重要因素。而我國各大城市的經(jīng)濟技術(shù)水平發(fā)展穩(wěn)健,使得越來也多的設(shè)施加入城市日常生活中。而這些設(shè)施部分需要使用地下管線,我國城市地下管線由于管理較晚,因此管線密集且沒有詳細的記載和施工資料注明。

        除此之外,關(guān)于底線管線的詳細施工資料也沒有進行檔案建立,使得管線的具體資料遺失。因此在其他管線進行施工時,意外施工事故常常出現(xiàn),對城市居民的生活工作帶來不小的損失。

        二、CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)講解

        1.CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)原理

        CORS網(wǎng)絡(luò)是利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位參考站,由基準站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)等5部分組成,用于提供GPS觀測值、改正數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息。

        虛擬參考站系統(tǒng)其實是對多個基站參考站的數(shù)據(jù)進行處理匯總并返回到用戶端,虛擬參考站系統(tǒng)使用過程中,每個單一固定的參考站不會單獨像使用者的移動端發(fā)送信息,而是將所有的GPS測量數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)往系統(tǒng)中心。同時在用戶實際使用之前,需要先向系統(tǒng)中心發(fā)送工作目標的大概坐標,系統(tǒng)中心會通過計算對用戶選擇位置進行分析預(yù)估,同時選取最佳基準站點進行參考,根據(jù)選定參考站對GPS的相對誤差進行不斷修正,將高精度的誤差數(shù)據(jù)發(fā)送到移動用戶設(shè)備上,這類似于一個虛擬的參考基站設(shè)定在了用戶設(shè)備旁邊,用戶設(shè)備可以采用常規(guī)的RTK技術(shù),對信號進行計算,如此一來計算結(jié)果的可靠程度便大大加強,而信號的精度在有效覆蓋范圍內(nèi)都比較均勻,解決了距離限制問題,保證用戶測量精度。

        2.優(yōu)勢分析

        與傳統(tǒng)的RTK技術(shù)相比,CORS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用帶來了不小的優(yōu)勢,總結(jié)如下:

        (1)節(jié)省基站建設(shè)資源,虛擬基準站完全可以滿足工作需求,實現(xiàn)了單人作業(yè),更加節(jié)省建設(shè)成本。

        (2)工作范圍擴大,距離限制問題得到緩解,只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)測量,精度分布均勻。

        (3)相較于傳統(tǒng)的RTK技術(shù),基于CORS網(wǎng)絡(luò)的測量更加精確,由于采用了整個區(qū)域參考站點的觀測數(shù)據(jù)以及移動設(shè)備的觀測數(shù)據(jù)進行差值計算,使得測量精度大大提高。

        (4)穩(wěn)定可靠,采取眾多數(shù)據(jù)進行對比分析。

        (5)在傳統(tǒng)測量技術(shù)中出現(xiàn)的信號薄弱問題得到緩解,應(yīng)用更加廣泛,在工程監(jiān)測、農(nóng)業(yè)氣象等領(lǐng)域均有發(fā)展空間。

        三、CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)在地下管線測量中的應(yīng)用

        1.控制測量

        利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進行測量控制,有下面幾個優(yōu)點,它不需要進行傳統(tǒng)復(fù)雜的操作步驟和精密的計算過程就可以實現(xiàn)較為精確的實時定位,直接采取參考站提供的各項數(shù)據(jù)進行修正和校對,這使得地下管線的測量效率得到了提升,對數(shù)據(jù)的精確程度登上了新的層次。用戶端設(shè)置成高程精度3cm,每3分鐘對數(shù)據(jù)進行收集,各控制點間的精度需要滿足測量標準和技術(shù)規(guī)范,并且在測量過程中使用GPS定位進行監(jiān)控。

        2.參數(shù)轉(zhuǎn)換

        RTK技術(shù)GPS系統(tǒng)常見為WGS84坐標體系,而在地下管線測量過程中,可以采取54和80坐標體系,也可以使用獨立坐標體系。不過獨立坐標系使用之前一定要進行WGS84坐標轉(zhuǎn)換,采用相關(guān)方法進行校準。具體方法如下:

        需要3個以上能夠控制該測量區(qū)域且分布均勻的已知控點,采用CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)在沒有任何參數(shù)校正的情況下,連接固定參考站進行測量,獲得固定參考站的WGS-84坐標之后,利用RTK自帶應(yīng)用軟件,將以觀測到的WGS-84坐標與提供到的本地坐標進行校正,計算出轉(zhuǎn)換參數(shù),轉(zhuǎn)換后誤差不宜超過5cm,之后便可以繼續(xù)使用RTK進行測量。

        3.外部作業(yè)實施

        RTK使用者需要有CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供的IP、服務(wù)端口設(shè)置以及用戶名和密碼才可以登錄到當(dāng)?shù)谻ORS系統(tǒng),這樣才可以登錄并使用系統(tǒng),進行資源共享。CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)已RTCM和CMR格式發(fā)送到用戶的移動設(shè)備,確保接收正常之后,就可以進行實際測量工作。

        管線點的測量采用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù),能夠較為輕松的獲得管線點三維坐標,在測量過程中應(yīng)當(dāng)確保定位瞬間GPS接收設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。如果需要用全站儀進行測量,那就需要設(shè)置GPS接收機固定裝置,觀測點每次觀測應(yīng)當(dāng)初始化一次,數(shù)據(jù)采集兩組,每組采集時間大于10秒,當(dāng)數(shù)據(jù)點位差小于2cm時,可以取任意合格數(shù)據(jù)進行記錄。

        四、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)使用中存在的問題及解決辦法

        1.衛(wèi)星信號較差

        在使用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)時,經(jīng)常會遇到衛(wèi)星信號較差,鎖定衛(wèi)星少于5顆等情況,而在這種情況下很難獲得固定解。一種原因是由于衛(wèi)星分配情況不好,遇到這種情況,我們可以查看衛(wèi)星預(yù)報,選擇良好的時間段進行觀測。第二種原因是建筑物或者植被將信號遮擋,我們可以在四周開闊的地點進行觀測或者使用雙星儀器。

        2.固定解無法獲取

        如果排除問題1中出現(xiàn)的情況之后,依舊得不到固定解,那么可能出現(xiàn)了其他影響因素。這時候可以對設(shè)備進行重啟操作,重新連接到CORS網(wǎng)絡(luò),如果依舊沒有得到結(jié)果,可以從新設(shè)置衛(wèi)星高度角,放大到20度以上進行觀測。

        3.與主機連接失敗

        這種情況主要原因是欠費問題以及網(wǎng)絡(luò)信號較差。

        4誤差過大

        出現(xiàn)部分測量數(shù)據(jù)誤差較大情況時,說明接收到了多路徑的傳播結(jié)果,因此需要絢麗電磁干擾和水面。

        5.首次固定數(shù)據(jù)模糊

        在使用CORS網(wǎng)絡(luò)和RTK技術(shù)時,應(yīng)當(dāng)堅守“二次固定再記錄數(shù)據(jù)”元阿澤,避免首次鎖定衛(wèi)星在初始化后獲得錯誤的模糊數(shù)據(jù),影響測量結(jié)果。

        結(jié)語

        綜上所述,在GPS定位基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),已經(jīng)逐漸成為了衛(wèi)星定位系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。而RTK技術(shù)在基于CORS網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)上,已經(jīng)慢慢被運用到各大城市的地下管線系統(tǒng)建設(shè)中,在實際測量工作中,合理利用RTK技術(shù)無疑能為地下管線的鋪設(shè)工作帶來了眾多有利改變,RTK技術(shù)已經(jīng)逐漸成為地下管線測量中十分重要的測量手段。

        參考文獻

        [1]馬燕軍.基于CORS的西安某建筑水平位移監(jiān)測技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011(10) :37-38.

        [2]金振陽.CORS技術(shù)在數(shù)字化天然氣管道測量中的應(yīng)用[J].測繪地理信息,2016(2) :84-87.

        [3]徐四祥.探討CORS系統(tǒng)在城市工程測繪中的作用[J].低碳世界, 2016(17):74-76.

        [4]王彬,婁忠軍.基于貴陽CORS的線路工程測量技術(shù)研究[J].科技資訊,2014(20):44-45.

        [5]鄒洋,易鴻杰.幾種不同CORS站點形變監(jiān)測數(shù)據(jù)提取方法比對分析[J].城市勘測,2016(2):119-121.endprint

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