科技风杂志社官网

RTK技术在地下管线测量工程中的应用
吴桦
上海新能凯博实业有限公司 上海  200125
摘要：本文围绕RTK技术在地下管线测量工程中的应用展开讨论，为施工企业应用RTK技术进行地下管线测量工程提供参考依据。施工企业应用RTK技术时，应充分发挥RTK技术的优势，一方面提高测量精度，将误差控制在合理的范围内，另一方面可以提高测量效率，降低测量工作强度，有效加快工程施工进度，从而创造更多的经济效益。
关键词：RTK技术；地下管线；测量工程；应用
引言：
    进行地下管线测量过程中，由于地下管线工程属于隐蔽工程，提高地下管线测量精度，可以提高地下控制的利用率，并且合理布置地下管线的分布，可以避免地下管线出现混乱排布的情况。在传统的地下管线测量工作中，施工企业使用全站仪设备进行测量，但是整个测量工作需要较多的技术人员，并且受到自然环境的影响，无法保证测量工作顺利的进行。
1. 在地下管线测量工程中充分发挥RTK技术优势
1.1 减小产生的测量误差
使用RTK技术进行测量时，可以将测量误差控制较小的范围内，在水平方向测量误差控制在1cm±1ppm范围内，在竖直方向测量误差控制在2cm±1ppm范围内。此外各个地位获得的测量误差，累积后均处于精度控制范围以内。如果使用全站仪进行地下管线测量，水平方向产生的测量误差控制在在±5cm范围内，竖直方向测量误差控制在±3cm范围内。将RTK技术与传统的测量技术比较，RTK技术获得的误差较小，其精度远高于传统的测量技术。
1.2 测量效率较高
    使用RTK技术可以提高测量效率，具体体现在以下几个方面：首先，在地下管线测量的准备阶段，施工企业无需建立测量控制网络，将各个测量点进行连接，配合使用GPS技术，将各个测量点转变为空间坐标，在空间坐标内利用转换系数，即可获得测量数值，并且测量精度控制±2-3cm范围内，已经满足地下管线测量要求；其次，RTK技术可以替代水准测量方法，不会由于自然环境的限制，导致测量工作无法进行，即便在复杂的自然环境中，或者在夜间进行测量，均可以使用RTK技术测量地下管线，实现全天候全地形测量；三，在地下管线测量期间，各个环节完成测量后，使用RTK技术进行复核测量，复核测量的过程速度较快。
1.3 测量工作量较少
    施工企业如果使用传统的全站仪设备进行地下管线测量时，受到自然环境影响，并且设备重量较大，移动过程较为笨重，需要多名技术人员才能进行测量工作，并且每次在新的点位进行测量时，需要重复进行设备调试，导致测量效率不断降低。使用RTK技术进行地下管线测量，技术人员在设定好的基点上，配合使用GPS技术，实时获取其它基点的测量数据，并且在移动RTK设备时，只需一名工作人员即可，可以有效提高测量效率。
1.4 采用模块方法测量点位数据
    应用RTK技术进行测量，采用模块方法在各个点位获取测量数据，技术人员应设立基准站，围绕基准站设立两个RTK技术模块，两个模块可以实时移动，移动过程中进入到每个基点后，可以快速获取各个基点的坐标值。如果进一步提高测量精度，采用1+3模块方法进行测量，在每个基点获取测量坐标值后。
1.5 测量范围较大
    使用RTK技术时，可以扩大测量范围，主要是RTK技术的测量半径超过6公里。在大范围内进行测量时，借助GPS技术，使测量设备与卫星建立交流关系，卫星可以精准定位在不同位置的地下管线位置，然后将测量坐标传输至设备，设备将获取的测量数据进行分类保存。
2. RTK的基本原理
2.1 RTK定位技术
    RTK技术利用载波进行实时测量，采用相位动态定位方法，将每个点位的坐标值输入至三维空间内，三维空间可以确定测量定位的具体位置，并且点位所处的具体位置精度，可以达到厘米级。使用RTK技术进行测量时，在整个测量区域内设置流动站，流动站每经过一个测量位置，会将测量的坐标传输至基准站，基准站对测量的数据进行处理。
2.2 RTK关键技术
    RTK技术中的关键技术，主要是传输数据过程中，不会受到外界因素的干扰，数据处理较为稳定快速，并且具有良好的安全性和可靠性特点。此外RTK技术中的关键技术，运用初始整周模糊度可以将不同的数据进行连接，保证测量数据的完整性。技术人员可以配合使用GPS技术，卫星会实时跟踪各个点位测量过程。在测量各个点位期间，每个点位与流动站建立数据传输关系。
3. RTK技术应用地下管线测量实例
3.1 选择合适的位置作为测量基点
以某地下管线测量工程为例，该地下管线工程使用RTK技术，施工企业在管线所在的区域内，设置多个测量基点。该工程处于城市的繁华地段，要求施工企业在短时间内完成地下管线的测量工作，施工企业根据工程实际情况，在使用RTK技术的同时，配合使用全站仪进行地下管线测量。
在测量的准备阶段，施工企业在不同的位置设置测量基点，每个基点用于收集测量数据。在每个基点上设置数据接收装置，接收装置与GPS卫星连接，使接收装置具备信号发射功能，施工企业可以在控制点，实时获取每个基点的测量数据。在获取各个基点的测量数据后，将测量数据输入至计算机内，计算机会将测量数据转变为坐标，利用转换参数最终确定测量数据在空间中的坐标。
3.2 采用行图根点方法进行观测
    采用行图根点方式进行观测，需要施工企业使用RTK技术对相同的基点进行重复观测，重复观测的次数一般为2次，两次观测数据产生的误差，均应控制在±5cm范围内，符合规定的测量范围，才能进行下一个基点的行图根点观测。在行图根点观测过程中，如果点位出现失锁的情况，主要是根点附近的建筑物较为密集，传输信号出现波动情况，应调整接收装置的位置，重新进行固锁，才能继续进行行图根点观测。
3.3 RTK技术与其它测量技术进行精度对比
其它测量技术主要指GPS技术，将GPS技术与RTK技术的精度进行对比，主要对比内容为测量角度、边长以及高差。通过实地测量，RTK技术获取的测量数据，其精度高于GPS技术。在边长测量过程中，RTK技术测量的边长为14条，产生的误差控制在±8毫米内，产生的极限误差控制±15毫米以内。在高差测量过程中，使用RTK技术测量的边长为14条，高程误差控制在±9毫米以内，产生的极限误差控制在±20毫米范围内。
3.4 参数转换
在该地下管线工程测量过程中，RTK技术建立WGS-54或者WGS-84坐标系，其中GPS技术也可以建立WGS-84坐标系。使用RTK技术进行坐标转换过程中，会使用到多种坐标转换方法，包括坐标校正法、4参数法或者7参数法等。上述方法可以确定基点的已知坐标，将已知坐标输入至WGS-84坐标系内，可以校正基点坐标，校正坐标产生的差值，作为转换参数，按照相同的参数进行转换，可以将产生的差分量控制在0-3公分范围内。
3.5 使用RTK技术测量注意的事项
对地下管线进行测量时， 施工企业应借助GPS技术确定管线所在的位置。GPS卫星在运动状态下，需要较多的卫星观测管线的位置。如果在自然环境较差的地区进行管线测量，会影响管线位置定位的精度。在自然环境较差的地区，使用RTK技术的同时，还应使用信号接收能力较高的设备，才能获取精准的测量数据。
4. 影响RTK技术测量精度的原因以及实施的处理措施
4.1 影响RTK技术测量精度的原因
影响RTK技术技术测量精度的原因如下：一，测量区域。如果测量区域条件较差，设立的基点数量较少，会使测量精度不断降低；二，卫星信号较差。配合使用GPS技术确定管线的位置，如果GPS卫星运行到与管线夹角较小位置，此时流动站获取的信号较弱，产生的测量数据极不稳定，对获取的数据进行初始化处理，处理过程花费的时间较长，在较长的时间内，信号的强弱也会发生变化，对信号进行重新初始化处理后，数据精度受到严重的影响；三，基点信息传递过程产生的影响。在动态系统控制下，基点与流动站传递信息过程中，主要是借助射频信号，如果射频信号受到电磁辐射的干扰，数据传递精度不断降低。
4.2 RTK技术精度控制措施
    RTK技术精度控制措施如下：一，将测量基点设置在较高的位置；二，合理利用星历预报，使用强度因子较小的几何图形，采用多段时间的方法进行测量；三，在每个基点的测量时间不断延长，使获得的数据通过固锁操作后，保证数据的精度符合使用标准；四，将测量半径控制在10公里范围内，并在基点和流动站上架设定向天线，在测量区域内设置中继站，保证在较长的区域内测量数据更加精准；五，在计算转换参数过程中，应保证各个基点的坐标产生的误差控制在合理的范围内，参照转换栏中H和V差值，如果计算产生的误差在对应的差值内，即可获取相应的转换参数；六，提高数据控制以及输入精度。与传统的控制输入相比，RTK技术可以将产生的坐标数据，实时输入至移动设备中，避免由于人工操作引发的数据错误；七，保证使用的流动站以及基点设有装置，电量保持在充足状态。
结语：
综上所述，在地下管线测量工作中，施工企业应用RTK技术，应充分发挥测量技术的优势，使测量工作效率不断提高的同时，还能将产生的误差控制在合理的范围内。施工企业应根据工程实际情况，合理配合使用GPS技术，在获取管线的位置后，使用RTK技术实时传输产生的测量数据，可以快速完成地下管线测量工作。
参考文献：
[1]王玉柱,王毅,刘善彬.网络RTK技术在地下管线测量中的应用[J].矿山测量,2013,(5).9-12.
[2]刘沉香.CORS-RTK在地下管线测量中的应用[J].北京测绘,2013,(4).97-98,82.
[3]蔡少辉,徐凤喜,王保国.RTK技术在城市地下管线测量中的应用[J].江西测绘,2013,(3).11-12.
作者简介：吴桦（1979—），男，汉族，上海人，本科，助理工程师，测绘工作。