地下管線測繪中RTK的精度和可靠性

摘 要：我國的經濟水平在不斷提升，科學也在不斷發展，我國的城市化建設普及的越來越廣，隨之而來的就是對地下管線的建設的要求越來越高，給地下管線帶來了不小的負擔。就目前來說，建設城市地下管線是一項工程量大且難度高的工作，不僅技術要求高，對精度和可靠性也有極高的要求。所以，在對地下管線進行施工時，務必要做好測繪工作，作為地下管線建設中運用的最新的測量技術，RTK在地下管線建設中起到了至關重要的作用，本文分析了地下管線測繪中RTK的精度和可靠性，以此來保證地下管線建設工作能夠穩定進行。

關鍵詞：地下管線測繪；RTK技術；精度；可靠性

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0228-02

1 引 言

測量工作中時常提及的實時定位技術就是RTK，是把觀測到的衛星數據連續不斷的形式從基準站發射出去，通過流動站實時差分的程序，分析和處理載波相位的觀測值，從而獲得最終的數據，所得到的數據具有準確的坐標、高程，并且精確度非常高。從中可知，實時定位技術之所以能在地下管線測繪工作中被普遍使用，是因為實時定位技術具有很突出的優點，就是靈活、便捷。然而隨著科技的發展，社會的進步，一些新型的技術還是具有一些缺點，比如反射性，而且隨著公路的建設，車輛也越來越多，受到這些因素的影響，實時定位技術的現場作業的難度會隨之加大。

2 RTK的測量誤差源和參數

RTK的測量誤差源有很多種，其中包括技術方案、GPS衛星、測量環境、應用技能等原因，下面具體分析幾種常見的誤差源：

2.1 技術方案

RTK的測量技術方案決定了RTK是否可靠，在進行地下管線測繪時，科學合理的使用RTK技術方案，這樣才能RTK測量技術的精確度和可靠性才能夠得到保障，如何正確選擇RTK技術方案，就要對坐標系統參數、基準站位置、觀測時間進行嚴格選擇。

2.2 GPS衛星

GRS本身存在的誤差源包括大氣情況、GPS衛星數量、衛星圖形等等，RTK具有和GPS類似的誤差源，在進行查閱大量的文獻資料并且深入研究分析之后發現，基線的長短決定了RTK受對流層和電流層影響的力度，影響隨著基線的變長而加大，進而加大了觀測結果的誤差，導致可靠性降低，RTK最合適的半徑值大約在5km的范圍之內。

2.3 RTK設備

RTK設備的天線類型、數據鏈、處理軟件和影響因子會因為RTK測量設備的生產廠家的不同、型號的差別而出現區別，也使精密度和穩定性的強弱受到影響，從而導致測量結果有較大的差異。通常設備上會明確標注精確度，但是是對于設備無內外界因素影響，處于理想狀態下所能達到的目標，但是在現實情況下，由于受到各種因素的影響，往往不能達到所標定的精確度，實際的精確度只能從實際工作中進行統計驗證。

3 提高RTK測量技術精度的方法

（1）在條件符合時，可以選擇RTK測量技術，但是當條件不符合時，可以在適當的位置上使用RTK對部分的圖根級控制點進行布控，轉交給全站儀應用，RTK聯合全站儀，把雙方的優勢都發揮出來，強強聯合從而取得更加顯著的效果。

（2）在施測控制點加密時，在運用RTK技術時，RTK的高程控制數據的精度要得到保障，慎重選擇流動站和基準站的位置時，外界環境要比探物點的采集高，盡可能對周圍環境采取勘探校對，科學合理地去除不準確的數據。

（3）RTK經常會出現失鎖的問題，針對這個問題，要對RTK采取初始化處理，當完成初始化后，要核對校準臨近已知點，有些路段經常性的出現失鎖現象，對此要收集探物點工作時，要采取全站儀采集方法。

（4）在實際條件符合的情況下，要盡可能的使用雙基站來控制圖根加密，這種方法可以使RTK受到對流層的延遲而產生的偶然誤差降到最低，基準站對RTK的系統誤差也會隨之減小。

（5）為使測量結果具有可靠性，要使用七參數實施RTK的參數設置。

（6）全站儀要對RTK的作業范圍內進行全方位監測，RTK要檢查全站儀測定地區，加大檢查力度，并且提高對此率。

（7）基準站的位置要考慮多方面因素，盡量不要靠近強電強干擾源，遠離信號反映物，流動站和基準站之間的距離也要控制好，不得多于5km，以免影響信號的傳遞。

4 提高RTK技術可靠性所使用的方法

（1）在測量地下管線時，RTK會遇到和靜態GPS一樣的問題，衛星信號會限制RTK技術。因為城市中的地下管線盤曲交錯，線路復雜，而且線路所埋設的環境也不穩定，特別對于一些建筑物較多的地帶，地下管線的建設不僅復雜，而且要穿過一些街邊建筑物，對于這些情況，GPS衛星信號要穿過這些復雜狹窄的阻礙物具有很大的難度，甚至信號根本就到達不了，從而導致RTK很難接收到信號或者接收到錯誤的信號，不能夠進行準確的定位。針對上述問題，為了把RTK測量的可靠性和精確度提高上去，可以從GPS接收機技術入手，也可以研發各種衛星系統兼容接收機來達到這一目的，進而準確定位城市地下管線。

（2）在測量地下管線時，RTK起到了決定性的作用，特別是流動站可以準確并且持續地接受到基準站發出的信號。在特定情況下，基準站電臺的功率會受到基準站和流動站間的距離的限制，并且干擾電磁和城市建筑物的阻礙等問題都會中斷RTK信號。為了防止這些情況的發生，城市GPS連續運行參考站是很有必要建設的，這樣可以成功的運輸通信信號卻不需要電臺的支持，RTK的通信傳輸的可、穩定性和不連續性可以得到保障。

（3）測量城市地下管線時，RTK的精度還受到時間的影響，特別是對于中午時分，大氣中的電離層比較強烈，而極易干擾RTK，衛星信號不能夠及時接收到，這樣會延長初始化時間，甚至初始化不能夠完成，測量工作就必須被迫停止，為了使這種情況不再發生，使RTK的精確度得到保障，要仔細計算并選擇測量時間，盡可能地和電離層錯開，防止受其影響。

5 地下管線圖測繪

5.1 地下管線圖測繪類型

地下管線圖分為專業管線圖和綜合管線圖兩種，區別在專業管線圖上除管線周圍地形外只包括單一專業（一條或幾條）管線，而綜合管線圖則包括該地段內所有各種專業管線。地下管線地形圖測量的基本方法與一般城市大比例尺地形圖測量完全相同，只是在測量的內容上增加了地下空間（地下管線及其地下附屬設施）的部分。它們都采用本城市統一的平面坐標和高程系統，統一的圖幅分幅方法和測繪技術標準。另外，用全球定位系統（GPS）雙頻接受機的實時動態定位（RTK）法，同樣可以快速測得管線特征點的三維坐標。

5.2 地下管線縱橫斷面圖測繪

用于地下管線信息管理的地下管線圖，除了綜合管線圖、專業管線圖以外，還有地下管線縱斷面圖和橫斷面圖。根據管線點的平面坐標和高程可以繪制地下管線的縱斷面圖，為了明顯表示管線的縱向坡度，圖的垂直比例尺規定要比水平比例尺大10倍；橫斷面圖是為詳細表示各種管線在某一里程處的斷面分布情況，需要有較大的比例尺。

6 結束語

對于城市地下管線的測量，RTK技術被應用的范圍最廣，因為它具有操作簡單方便、準確度極高、可以在短時間內提供三維坐標和沒有累計運輸誤差等優點，這種方法使測量效率顯著提高，節省了測量成本，與此同時，測量結果的準確率也大幅度提高，這種新型的測量技術最明顯的優勢就是科學、便捷，在實際測量過程中，會時常遇到一些突發情況，會使測量結果出現誤差，現在迫在眉睫的事就是盡快提高RTK的精度和可靠性，找出應對措施，從而把地下管線的測量技術的總體水平提高上去，加快我國城市化發展步伐。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-2