地下金屬管線測量的直接定位及精度分析

韓立邦

（徐州漢之源測繪科技有限公司，江蘇 徐州 221600）

城市金屬管線設施的測量與布置是城市管理項目的主要任務之一。隨著城鎮化的快速發展，多個城建部門不斷新建電力管線、燃氣管線、水資源管理管線等，部分城鎮化管線已經遭到破壞。城市管線設施的測量、放置和維護帶來了許多困難和不便。在國外，特別是在歐美，城市管線設施的測量、定位和維護與我國相反。這些發達國家的一個共同點是，它們的城市下方有一條共同的壕溝[1]。由于二線城市更注重城市化進程，而忽視了自身城市內金屬管線設施的測量與定位，因此研究如何測量與定位城市金屬管線設施具有現實意義。

隨著目前的科技發展，測繪技術也越來越趨向科學化，在研究中所涉及的科學測繪方法包括組合測繪、交叉測繪、快速測繪等等，都是目前研究出來的新方法。這些新的方法和技術并沒有有效地用于城市管線設施的測量和定位，現有的城市管線設施的測量和定位方法大多選取相對測量的手段。這種方法已不能滿足城市金屬管線測量的需要。因此，設計新技術來研究城市管線測量對于城市管線設施的測量和定位方法具有重要的理論意義。基于此，本文設計了一種新的地下金屬管線測量直接定位與精度分析方法，以保證現有工作效率，提高測量定位精度[2]。

1 地下金屬管線直接定位方法設計

1.1 采集地下金屬管線信息

地下金屬管線在定位之前，必須要提前進行信息采集，采集時，需要利用信息管線系統，利用該系統先將隱秘管線探查出，在進行統一輸入。

勘探過程需要大量的人員配合，尤其是施工人員的參與，會節省不必要的時間和金錢。信息數據的傳輸主要是通過傳輸軟件來完成，傳輸時需要將地下管線信息數據傳輸到電腦上，轉換成可以一次性處理的文件。轉換時，必須選擇一種將被識別用于下一次數據處理的排序規則格式。也可以通過ERCEL處理數據，利用數學公式輸入到ERCEL中，再將轉換后的數據轉換成數據文件格式轉化到記事本CASS數據電子圖中，以此；來導入繪圖，數據文件通過CASS軟件導入的同時，還需要通過項目需求測點導入其他數據[3]，保存點云數據以文件格式。數字電子圖紙需要結合現場，采用CAD軟件繪制。

1.2 繪制地下金屬管線布設圖

管線圖繪制應遵循很多原則，具體的管線布設圖繪制規范如下表1所示。

如表1所示，除了表中要求的規范以外，在進行管線布設圖繪制時還需要明確管線繪制的規范，需要按照工程的專業要求來進行繪制。如果需要繪制施工前的設計管線圖或者施工后的竣工管線圖。必須將所繪制的地下金屬管線的相關信息與所繪制區域的地形完全貼合。一般各個市區都擁有獨立自主的管線地形GIS數據庫，編號與圖幅的設計應當按照國家標準或者行業標準的規定實行，進行正確繪制后，采用CAD軟件將文件打開，根據工程要求規范，畫出自來水管線，以及相關的設施，完善制作，包括加圖根點，對應的相關設施拉取坐標等。

1.3 消除地下金屬管線定位誤差

金屬管線在定位時難免會存在多方面的誤差，這些誤差的來源廣，且影響的程度也不一致。常見的誤差第一種就是由于測量儀器調試帶來的誤差，與該誤差一同常見的還有由于測量環境和測量方法不同導致的地下金屬管線定位不準，將這些常見的誤差統稱為測量時的誤差，該誤差的來源是多方面的，導致管線設施測量誤差的產生因素主要有幾個方面，測量儀器誤差包括制造誤差和測量儀器本身存在的原理誤差。由于組成測量儀器的部件十分的復雜，因此安裝時難免會出現多種零件拼裝問題，以此可能會產生誤差，該誤差也被命名為制造誤差。此外，除了制造誤差，儀器在工作時由于測量方法或者測量原理也會帶來誤差，這種誤差稱為原理誤差。

在地下金屬管線的測量工作進行中，由于各個測量點的施工人員不一致，因此不同施工人員的責任心，工作水平自然也就不同，常常由于水平不同而導致在測量工作中產生不必要的誤差，這種類型的誤差被稱為測量誤差。最后一種就是由于溫度濕度不同，產生的環境誤差，環境誤差的影響非常廣，成因多，因此也不好判斷。

雖然在日常測量操作中不可能完全消除測量誤差，但在實際測量操作中，可以有效減少和控制測量誤差的發生。需要根據實際情況分析錯誤原因，避免這些因素的影響。

1.4 RTK實現地下金屬管線定位

GPS RTK測量是近年來逐漸成熟的一種測量方法，如果測量區域數據不完善，就沒有數字化的地形圖，也沒有地圖路線點。尤其是在城市郊區或露天建筑工地，使用GPS RTK測量不僅可以滿足測量需求，還可以節省時間。GPS測量要求測量區域附近有完好的控制點，利用這些完整的控制點來進行后續的圖根測量。

在后續的測量中，還需要與衛星定位系統來進行合作共同測量地下金屬管線的具體控制點，這兩種技術的核心都是互聯網，在互聯網的基礎上，利用計算機和信息定位程序來對地下金屬管線進行定位。

定位后還需要進行后續定位信息的轉化，需要通過檢測服務項目中的其他選項是否符合該服務項目的需求，以此來面對各種各樣的用戶需求。在進行地下金屬管線定位時，至少選用兩個接收機進行后續信息的接收，以此來快速實現信息的傳輸與轉換，接收到的數據應該首先經過信號處理，然后才能將處理好的數據繼續向下一步傳輸。

2 地下金屬管線測量精度分析

2.1 誤差及精度分析

GPS RTK測量技術是一種實時動態測量技術。由于測量區域比較開闊，沒有高層建筑，因此使用GPS RTK測量非常方便。附近金屬管線鋪設較少，不需要獲取周圍的數字圖形。實驗選取的工程過程可以使用GPS RTK對地圖上的路線進行加密。將基站設置在找到的完整路線上，使用流動站放樣多條路線，然后在后方快速建立數據傳輸路口或者執行后續信息定位。根點加密過程中至少已知其是兩個完整的根點，在實際操作中至少需要一個。對圖的根點進行加密后，對數據進行修改，可以手動或軟件計算，并使用數據處理軟件進行實時校正。

2.2 精度分析結果

按照本文設計的地下金屬管線定位方法，將坐標量差值中的點位中誤差和誤差橢圓參數進行分析，得到的精度分析結果如表2所示。

由表2可知，采用本文設計的方法由上述數據可以看出各點位的中誤差均未超過標準值，故測量的數據精度滿足要求。

3 結語

綜上所述，金屬管線的直接定位和精度分析在城市建設中起著重要定位，本文選取GPS RTK來進行金屬管線的定位，定位后進行了精度分析實驗，記錄精度分析數值，得到的實驗結果顯示本文設計的方法滿足需求，有一定的推廣意義，但由于選取測量時可能會存在誤差，在后續應用時，應該進行不斷優化。