城市地下管線測量中RTK和全站儀結合的應用

孫棟

摘要：本文介紹了RTK和全站儀的基本工作原理及操作過程，并在此基礎上結合實際工作經驗，對RTK和全站儀二者在城市地下管線測量中的結合應用作了詳細的分析和總結。

關鍵詞：RTK；全站儀；城市地下管線測量

前言：在城市規(guī)劃中，地下管線通常布置在道路綠化帶，以點式分布為主，如果使用較為傳統(tǒng)測量方式進行測量，工作效率極其低下，而且還極大增加了測量的勞動強度，與此同時，測量成本非常高。RTK通過對與全站儀進行結合的方式，改善了地下管線分布零散，不好測量的缺點，大大提升了測量工作的效率，不僅如此，還達到了城市地下管線測量所需要的較高精度。

一、RTK和全站儀的工作原理

（1）RTK測量原理

RTK（Real Time Kinematic）測量技術，即實時動態(tài)測量技術，它是測量技術發(fā)展歷程中的一個突破。這種技術有三個重要組成：基站接收機，數據鏈以及流動站接收機。

在起初測量定位時，基準站把通過測量返回的各項參數值等用無線電實時地傳輸給流動站。流動站接收相關信息后，即時處理得到的載波相位測量值，得出流動站與發(fā)出點的位置點差。基準站的坐標加上位置點差得到的就是流動站各個點的水平坐標。這樣的工作原理，決定了若是使用RTK技術進行測量，即便到了郊外，依然可以即時得到高精度的定位。通過這種測量計算方式，較大地提高了相關作業(yè)的測量效率。

（2）全站儀測量原理

全站儀（Electronic Total Station），全稱全站型電子速測儀。它是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器。在經緯儀的基礎上，全站儀由于可以同時進行水平、垂直測量，距離測量和數據處理而發(fā)展起來。同時，它還可以使用指定的格式把即時測得的結果傳到對應的收集器上。它使用機械度盤測量角度，激光測量距離，對這些數據進行輸入記錄，存儲后計算出水平坐標和海拔數據，生成相關文件，將其存儲到電腦后進行后續(xù)的測量處理工作。

（3）RTK結合全站儀的方式

RTK的工作有幾步：設置RTK基準站->設置RTK流動站->設置實時觀測基準站?；鶞收居薪邮仗炀€、接收機和使用GPSBase軟件的電腦。接收天線最好安放在室外比較寬闊的地方，天線則應該安放在高地形，這么一來，基站的測量信號能夠發(fā)射的距離會更遠。同時，安置地應當避免設置在磁場較強或是輻射很大的地方，最好是建筑物的頂層。

通常，基準站的水平坐標和海拔數據是已經得到的，如果還沒有測量，則可以使用測量區(qū)域的定位接收點測量，接著在指定的電腦裝上GPSBase，設置好基準站的水平坐標和海拔數據等信息。在進行實時測量前，我們應當對天線和接收機進行檢查，看是否正確連接。同時還要看接收機與GPSBase有沒有正確設置，網絡運行的狀態(tài)等等。

基準站設置無誤后，便可以打開流動點天線、手簿、以及通信手機，用藍牙裝置依序對它們進行連接，同時在測量裝置錄入測點數據， 此時流動站安置完成。流動點也應當安置在較為廣闊的地方，因為如果被接收的衛(wèi)星數量能夠達到五顆以上，同時各個機器設備的運作狀態(tài)正常，就能接收到精度最高的數據。

在流動站安裝設定完畢，初始化測量完的數據之后，就可以開始在設定點進行接收測量。政府工程安置的接收衛(wèi)星通常得到的信號較為穩(wěn)定，能夠直觀地觀察全部待測位置。而對于投入較小的工程，沒有條件從衛(wèi)星上觀測，此時便要發(fā)掘出坐標合適的相應控制點，這就要根據衛(wèi)星分布圖來選擇了。如此后續(xù)全站儀的觀測才能順利進行。

全站儀的操作主要有儀器架設、定向、觀測、記錄等。通過RTK所測量得到的相應控制點能夠完成定向工作，在進行實際觀測前，先當校對RTK實時得到的位置點數據，確定是否準確，同時記錄各管線點的數據。

二、全站儀配合RTK在管線測量中的優(yōu)勢

城市地下管線測量有著分布松散雜亂、不易測量管理的特點，探測的對象很多，包括地下的給水、排水、燃氣、熱力、工業(yè)等等各種管道，以及電力、電信電纜等。埋設地下管線，從觀測到測量、記錄數據，具有一定的復雜度，所以城市地下管道埋線測量時，需要測量非常多的點位，具有較重的外部測量任務。

管線點分為管線特征點以及附屬中心點，其中又分為明顯和隱蔽兩種點類型。這些點的分布特征是：在城市地區(qū)，在人行道和路面、綠化帶相對非常集中；在鄉(xiāng)村或郊外，大多是供水、供電、通訊、等長線管點，線路非常長，同時比較單一。因為不同的位置，管線點有不同的特征，根據上述的特征，如果通過一般的測量方法對其進行測量，需要一直沿著待測地區(qū)安置數量巨大的導線點，使用全站儀進行測量，最少也要五人成組，方能完成測試需要。同時，這大大限制了測試時的通視條件。不僅如此，此法通常必須頻繁更換測試點，整體觀測效率低下。如果我們只需要對郊區(qū)的單一管道進行測量，也必須按此流程，完成大量的工作，在測量效率上是幾乎讓人無法接受的。

而RTK技術的發(fā)展應用就解決了這種中長距離測量產生的難題。與傳統(tǒng)的測量方法相比，RTK主要具有施測距離遠、定位精度高、測量速度快、操作簡便、測站之間無需通視幾個優(yōu)點。

不僅如此，這種結合式的應用，作業(yè)效率高，人員配置少，整體生產成本較低。在對RTK進行點校正之后，并不需要布設圖根控制網就可以對開闊的地區(qū)直接用RTK進行數字化測圖。對于通視條件較差，信號不好的地區(qū)，可以在附近利用RTK給定圖根點坐標，然后利用全站儀進行數據采集。這就節(jié)省了大量做圖根控制網的時間。與此同時，RTK流動站只需要1人操作，減少了整體的人員配置。

總的來說，這種RTK與全站儀結合而應用在城市地下管線測量的方法測量范圍廣，精度高，效率高，互相解決了彼此原有的缺陷，很好地解決了城市地下管線測量中存在的問題。

結論：由于城市地下管線分布的特殊性、復雜性和環(huán)境多變的特點，使用全站儀進行常規(guī)的測量不像成塊的大面積地形測量那么簡單。同時一部分城市地下管線又常常設于綠化帶和居民區(qū)等RTK信號很弱的地方，這時將RTK與全站儀進行結合應用就會充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高了測量效率，同時在成本上大大降低，這在實際測量中意義巨大?，F今兩種測圖技術都已經較為成熟，兩者協(xié)同應用具有很高的優(yōu)越性，以后的工程中必將被廣泛應用。

參考文獻

[1]王宏俊.GPS RTK在地下管線測量中的應用探討[J].礦山測量，2010（05）.