RTK技术在地下管线测量工程中的应用

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......

作者:吴桦 文章来源:未知 日期:2021-03-08

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:
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作者简介:吴桦1979—),汉族上海人,本科助理工程师测绘工作

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