摘要：本文深度探讨了基于GPS-RTK技术在管道线路工程中的应用，全文描述了详细的RTK的优点缺点，质量控制和作业步骤，并且对后期数据处理做了详细的阐述。
关键词：GPS-RTK技术；线路工程；作业步骤；数据处理
前言
RTK（Real Time Kinematic）技术是GPS测量技术发展里程中的一个标志，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。RTK技术应用于线路测量中，可实现管道线路测量的一次性定位，并可保证工程质量，提高工作效率。
1 RTK技术在线路中的应用
测量工作是管道线路工程建设前期的一项重要工作，在石油天然气管道的前期勘测设计、土地征用、基础开挖、施工安装及后期维护检测方面，测量工作都起着重要的作用。RTK的出现使工程测量工作方式发生了重大变化。RTK在线路中的应用主要用于定线，定位，直线桩位的放样，另外还有线路坐标的采集。RTK最主要的两大功能就是工程放样和实时测量，它在线路测量中发挥着巨大作用。
2 RTK技术分析
2.1 RTK技术原理
RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。
2.2 RTK技术的优点
（1）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
（2）作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径左右的测区，仅需一人操作，在一般的环境下几秒钟即得一点坐标，提高了测量效率。
（3）操作简便、数据处理能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置，移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。
（4）降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足电磁波通视和对天基本通视。因此，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。
2.3 RTK测量的质量控制
RTK虽然在很多方面都很突出，但在准确度方面和GPS静态测量相比要差很多，所以必须进行质量控制。质量控制方法如下：
（1）己知点校正法：即在布测控制网时用RTK多测出一些高精度控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行校正。
（2）重测比较法：每次初始化成功后，先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。
以上方法中，最可靠的是已知点校正法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果。
3 线路测量应用及数据处理
本文以大庆油田油建二公司第十一项目部于2014年11月至2015年5月利用南方测绘RTK仪器进行马惠线路工程的定位工作为例。
3.1工程概况
该管道所经区域地处黄土高原边缘及白于山山前冲积平原区，沿线沟壑纵横，山势陡峭，常规测量方法不能保证准确度，且工作量很大。所以该线路用RTK进行定位测量。
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3.2 设备配置
南方测绘RTK仪器一套。包括基准站一台、移动站一台、手簿一台、电台1个、三脚架两个和蓄电池一个。
3.3 作业步骤
3.3.1 基准站的操作
将基准站架设在比较快阔的地带，这里基准站是架在未知点上面，将基准站切换成基准站模式，并使用内置电台模块发射差分信号开机，等待卫星足够基准站就会开始工作，基准站开始工作后TX灯和DATA灯会闪烁来判断是否发射。
3.3.2 移动站和手簿的操作
移动站操作：将移动站架设在碳纤杆上，安装好天线，将移动站切换成移动站模式开机。
手簿操作：按电源键开机，等待出现桌面。点击开始，设置，控制面板，电源，内建设备，启用蓝牙无线（一般出厂时已经设置）。
打开工程之星，工程之星有工程、设置、测量、工具、关于5个下拉菜单，状态后面是卫星个数，状态分：无数据（蓝牙不通）、无效解（无卫星或者卫星少于四颗）、单点解（无差分信号）、差分解（米级精度）、浮点解（亚米精度）、固定解（厘米精度）。
打开工程之星后，等待手簿与主机蓝牙连接。在使用电台时，电台通道与基站通道必须一致，如果不一致可以点击电台上的按钮来切换。查看数据，当已经达到固定解状态以后进行单点校正。将移动站移动到K8-279校正点，在工具下面选择校正向导，选则基准站架在未知点，输入K8-279的已知坐标，输入相匹配的机器的杆高1.8m，校正，确定，校正完成。（注意，基准站一旦关机，就需要重新找已知点校正）。
3.3.3 数据采集
校正后，我们就可以拿着移动站和手簿进行数据采集了。这里以AC280-AC281为例。首先，将移动站架在所需采集焊口的中央，依次点击“测量”“点测量”。
一边手持手簿，一边眼睛观察移动站上的水泡，当水泡居中时，迅速点击保存。然后输入名称AC280-001，输入所对应的杆高1.4m，点击右上角“OK”。这样我们就可以进行下一道焊口的数据采集了。当管沟太深，导致信号为浮点解或者单点解时，我们要加长杆高，如将杆高伸长到2.0m，此时保存坐标时的杆高也要为2.0m，保持一致。
3.4 数据处理
打开手簿，点击“工程之星”，进入界面后点击“输入”，再点击输入一栏中的“坐标库管理”，进入坐标库界面。点击左下角的“文件”，“导出”，这时会出现导出的界面。点击成果文件，输入要保存的文件的名称20150501，确定。在出现的新界面里点击“导出所有点坐标”，保存。记住保存路径。退出工程之星，返回桌面，双击右下角蓝牙，扫描设备，出现我们所需连接的电脑HP，点击后会出现一列菜单，选择“文件传输服务”，双击。这时会让我们选择所要导出文件的所在路径，找到我们之前保存文件的路径，选择文件20150501，点击“OK”，这时会通过蓝牙进行文件传输，屏幕上会显示进度条。当提示文件传输完成时，点击“OK”，数据导入完成。
将坐标导出到电脑后需要进行转换导入到CAD绘图中。在电脑中的坐标为文本文档txt格式。打开CAD，选择测量，点击展点绘线，把整理的txt文件导入，展绘。这样我们采集的坐标就显示在CAD图纸中了。
4 结论
RTK能够实时提供三维坐标，可以全天候作业，作业时不要求点见互相通视，在地形复杂地区更能体现其优势。在管道线路工程中使用RTK测量不但可以提高作业速度和质量，而且还可以优化路径方案，具有十分明显的经济效益。
参考文献：
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[2]徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS测量原理及应用[M]，2005.
[3]柳响林，张志勋.GPSRTK技术及其在线路测量中的应用[J].科技创新导报，2000（2）.
论文作者:陈雪枫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/15
标签：测量论文; 坐标论文; 作业论文; 基准论文; 线路论文; 工程论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第24期论文;