地下管線測量中網絡RTK技術的應用

黃衛洪　樓榮

摘要：隨著經濟和科技的不斷發展，越來越多的科學技術應用在地下管線測量中。RTK技術是一種新型的定位技術，具有操作簡單、平面定位精度高、直觀、自動化程度高等優點，在地下管線測量中有十分廣泛的應用。文章重點分析了地下管線測量中網絡RTK技術的應用。

關鍵詞：地下管線；管線測量；RTK技術；動態定位技術；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

隨著經濟的快速發展，我國的城市化建設步伐越來越快，城市原有的地下管線已經不能滿足人們生活及生產的需求，因此，需要加大地下管線的建設力度。在進行地下管線測量過程中，如果采用一般的GPS靜態測量，雖然有很高的精度，但其工作效率很低，并且在外業測量過程中不能實時了解定位精度，如果測量完成后，發現精度不合理，還需要重新測量，而采用RTK技術能實時了解定位精度，全面掌握觀測的質量，極大地提高了作業人員的工作效率，本文就地下管線測量中網絡RTK技術的應用進行分析。

1 RTK技術的基本原理

RTK定位技術是一種基于載波相位觀測值的動態定位技術，它能夠實時提供觀測站點在相應坐標系中的三維定位情況，其精度能達到cm級。在RTK模式下，基準站通過數據鏈將觀測到的數據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觀測數據，然后在系統內進行數據處理，得出cm級的定位結果。流動站可以是運動狀態，也可以是靜止狀態，基準站和流動站的接收機能同時測量GPS衛星導航定位信號，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據，得出GPS定位數據的修正值，從而修正動態接收機測得的實時位置，獲得更加精準的動態用戶位置。

2 RTK技術的組成及優點

2.1 RTK系統的組成

基準站主要由用于接收GPS衛星信號的GPS接收機及天線，用于手機通訊、電臺、發射天線等發射基站無線電信號的無線電傳輸設備，用于設置發射電臺、基準站基本參數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、用于接收基站發射無線電信號的無線電接收電臺及天線、用于設置接收電臺、流動站基本參數的電子手簿等幾部分組成。

2.2 RTK技術的優點

應用RTK技術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技術的定位精度很高，有效作業距離比較短，并且能實時監視定位精度；RTK技術能全天候工作，不會受到天氣等自然因素的影響；RTK系統操作十分簡單，自動化程度很高，并且接收機的體積比較小，重量也比較輕，在進行外業測量時，能極大地減輕測量工作人員的勞動強度；RTK技術的觀測時間很短，隨著系統的不斷完善，在采集數據時，只需要幾秒鐘就能將一個測量點測量出來。RTK技術以不受通視限制、高精度、速度快、全無缺等優點，受到越來越多的測量用戶的喜愛。

3 RTK技術在地下管線測量的應用實例

3.1 工程概況

以某城市地下管線探測為例，分析了RTK技術在地下管線測量中的應用。該探測區域地勢比較平坦，道路相對寬敞，道路兩側的高層建筑不太多，兩側大部分是空地，部分道路與建筑物之間有樹木，但不影響視空，對RTK作業不會產生大的影響。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定時間內完成測量任務，根據實際情況，測量單位決定采用網絡RTK技術配合全站儀完成測量任務。

3.2 參數轉換

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，需要進行坐標系轉換。采用網絡RTK測量地下管線時，常使用坐標校正法、4參數法、7參數法進行坐標轉換，在本次測量中，采用坐標校正法。在測量區中取5個已知控制點，用網絡RTK移動站，在不運用任何校正參數的情況下，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，求出轉換參數，確保各點的殘差分量在0～3cm之間。

3.3 外業測量

地下管線點的測量采用網絡RTK技術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接收機處于穩定狀態，需要在測量過程中設置強制對中桿。網絡RTK技術測量的管線點坐標，點位坐標要符合相關管線點精度要求。

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規定，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，如果出現點位失鎖的現象，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點位進行測量。

3.5 精度分析

為檢測網絡RTK技術的測量精度和穩定性，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。經過檢測發現點位誤差最大在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，高程測量結果的精度小于5cm，符合相關規定；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，得出平面測量結果精度符合相關規范。

3.6 注意事項

在進行地下管線測量時，要注意RTK技術的基礎是GPS定位技術，因此，必須保證對GPS衛星進行動態跟蹤，同時要保證跟蹤的衛星數目符合相關要求，在測量過程中，要盡量將測量點設置在開闊的地區或者地勢比較高的地區。RTK比靜態GPS的誤差要多，如數據鏈接傳輸誤差等，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據，造成測量結果精度不高。由于RTK測量精度、穩定性都沒有全站儀高，并且RTK容易受衛星情況、數據鏈傳輸情況等的影響，因此，在進行測量時，要多設置幾個控制點，用作檢核RTK測量成果。在搬運、使用RTK系統時，要注意保護好各個部件，避免發生碰撞的現象，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 結語

RTK技術具有定位精度高、實時提供三維坐標、觀測時間短、操作簡單等優點，將RTK技術應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，測量單位要根據實際情況，合理地應用RTK技術，從而為測量結果的可靠性提供保障。

參考文獻

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作者簡介：黃衛洪（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。