城市地下管线测量中RTK技术应用研究论文_施再亮

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摘要:本文分析了RTK技术的基本原理及技术优势,阐述了RTK技术的组成,提出了地 下管线测量汇总RTK技术的应用策略,旨在使RTK测量技术在城市地下管线测量中发挥其优势,提高地下管线测量结果的精度。

关键词:城市地下管线测量 RTK技术应用

一、RTK技术概述

随着技术及经济的发展,现代城市对地下管线的安全运行提出更高的要求,城市地下管线是城市规划建设工作实现现代化、正规化、科学化发展的基础,城市地下管线测量是一项复杂化、系统化的工程,通常所说的地下管线探测专指利用地面投影的方式掌握管线的空间布局,而地下管线测绘则是指给投影的具体坐标赋值,利用计算机成图系统及数据库系统,有效的满足各类用户的实际需求。

(一)RTK技术的基本原理分析

作为一种新型的动态定位技术,PKT技术以载波相位观测值为基础,可在坐标系统中有效的提供观测站点的具体三维定位情况,利用该技术可获得精度较高的数据信息。在RTK技术具体应用的过程中,观测数据及观测站的坐标信息通过数据链向流动站进行传输,流动站在收集GPS采集的具体数据的同时进行数据的科学化处理,可获得具体坐标的精确定位。无论流动站处于静止还是运动状态,GPS卫星导航发射的信号会被流动站及基准站接受,测量点数据及GPS定位数据修正值保证了数据参数的准确性,有效的提升了动态用户位置的精确度。

(二)RTK技术的组成及技术优势

1.RTK定位系统的组成

目前的RTK定位系统主要由四部分组成,RTK正常作业需要必要的GPS参考站,常规RTK参考站与GPS参考站共同数据的监测工作,对载波相位、伪距、误差参数的电离层折射、卫星轨道误差及对流层折射数据进行观测。RTK的控制中心是整个系统的核心,完成所有数据的计算工作,通过对参考站提供的数据进行处理,形成完整的校正数据网格。RTK定位系统中的通信网络建立在参考站与控制中心、控制中心与移动站用户之间,Internet将参考站的数据传输到控制中心,目前的RTK系统有单向与双向两种工作方式,单向传输方式是用户与控制中心间的互动,控制中心向用户提供网格校正数据,实现信息的共享。双向传输方式下用户利用通信网络,将自身的实际位置传输给控制中心,控制中心在准确判断用户具体位置的基础上将实际的网格校正数据传给用户,实现数据的传输。RTK中的移动站通过向控制中心传输单点准确的位置坐标,在移动站附近建立一个VRS,利用系统中的误差改正模型计算出具体误差影响的改正数并及时的奖数据发送给用户,用户收到改正参数后进行相应的修改然后进行测量。

2.RTK技术的优势

在利用RTK技术时各观测站间不需要进行通视,有效的减少了测量的时间与经费,降低了观测成本。观测地形点位的选择更加的灵活。采用该技术进行观测,实际作业的有效距离远,点位的精度高,可实现全天候的作业,天气对实际观测作业开展的影响较小。RTK技术操作简便,随着技术的不断进步,其自动化水平不断的提高,在实际测绘工作中应做好安装及开关机工作,及时关注仪器的工作状态,测量仪器高,使其符合实际测量需求。随着科学技术的不断进步,RTK定位系统中接收机的体积越来越小,重量变轻,有效的降低了测量工作者的劳动强度及工作紧张程度。随着定位系统的不断完善,点位的实际测量时间变得越来越小,有效的提高了测量的效率。RTK测量技术以其独特的优势在地下管线测量汇总被普遍的使用,由于地下管测量中起始点较少,在布设导线超长或者被联测的高点不通视的情况下,RTK及时的使用可有效的解决实际问题。

二、城市地下管线测量中RTK技术的实际应用

在现代地下管线测量、市政工程放样测量、断面测量、地形碎步测量等城市工程测量中,RTK技术以其独特的优势而被广泛的使用。

(一)该技术在城市工程测量中的实际应用

1.控制测量中的应用

由于RTK及时具有较强的灵活性,在图根导线测量中,RTK技术有效的代替了全站仪测量,在测站点不通视的情况下提供无累计误差的图根点。保证了图根点的具体数量满足实际测图要求。

2.市政工程放样测量

在市政工程放样测量中,利用RTK技术可实现放样工作的单人完成,该技术通过确定线路起终点坐标、半径及曲线转角的方式,完成放样工作,期放样方法较为灵活具体放样可按坐标及桩号进行,也可两种方法交互使用。

3.地形碎步测量

在城市空旷地区碎步测量作业中,RTK技术被广泛的使用。利用该技术在夜间作业更具优势,使用GPS定位系统进行测量,在建筑物高达或者稠密的地区,会产生一定的盲区,由于初始化的时间较长,会影响碎步测量的速度,利用RTK技术以增补图根点的方式,配合全站仪完成碎部点的测量,可快速完成野外作业,有效的提高了外业测图的工作效率,缩短了工期,节约了建设项目的成本。

4.地线管线测量中RTK技术的应用

地下管线分布复杂,RTK技术应用到地下管线测量可有效的配合管线探测仪满足管线测量工作的实际要求。在具体测量过程中,测量人员首先依据地下管线探测仪对地下管线的分布及埋深状况进行初步的探测,从总体上确定管线的分布特征。然后利用RTK技术测出这些特征点的具体坐标,完成地线管线的地形图测量。RTK技术可有效的降低测绘人员的工作时间压力,利用该技术进行测量需要的人员较少,作业时间短,有效的避免了测量过程中误差的积累。目前,该技术主要应用于城市地形图及地下管线工程的测量中。

(二)城市地下管线测量中RTK技术应用案例研究

以某城市地下管线探测为例,探测区域地势平坦,附近高层建筑较少,道路较为宽敞,两侧为空地,部分道路与建筑物间虽有树木,但不影响视空。本次测量时间紧迫,工程量较大,测量单位采用了RTK测量技术以完成测量任务。

本次测量中利用了WGS-84、WGS-54等独立坐标,GPS系统采用WGS-84坐标系。利用该技术进行测量使用坐标校正法、4参数法及7参数法进行坐标的转换。参差测量使用坐标校正法,首先在测区选取5个已知控制点,利用RTK移动站和CORS参考站进行测量,以获得固定解,利用RTK电子手薄完成坐标的校正,获得转换参数。外业测量中,获得管线的三维坐标后,观测采用率保持3s,测量历元素大于等于5,实际测量中管线点的坐标应满足管线点精度的要求。在图根点测量中,对同一观测点测量两次,取其平均值,误差保持在0-3cm之间。同一控制点的坐标应采取重复测量的方式(如表1)。遇到点位失锁的现象,应再次测量,得到准确的固定解位置。在精度测量中测角精度为2s,本次测量汇总点位误差最大为6.5cm,最大高程误差为6.8cm,符合相关规定,测量结果的精度也符合要求。

三、总结

综上所述,随着技术的不断进步,RTK技术以其精度高、操作简便、观测时间短等优点而被广泛的应用于地下管线的测量中,有效的减轻了测绘人员的劳动强度,提高了测量的效率,在地下管线测量实践中,测量单位应依据测量需要合理的应用RTK技术,以保证测量活动的顺利开展。

参考文献:

[1]郗宏儒. RTK技术在城市地下管线测量关键技术探讨[J]. 测绘技术装备,2017,01:51-52.

[2]邱剑. GPS RTK在地下管线测量中的应用[J]. 福建建筑,2008,08:69-70.

论文作者:施再亮

论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期

论文发表时间:2017/9/1

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