地下管線測繪中RTK的精度和可靠性

摘 要：我國的經(jīng)濟(jì)水平在不斷提升，科學(xué)也在不斷發(fā)展，我國的城市化建設(shè)普及的越來越廣，隨之而來的就是對地下管線的建設(shè)的要求越來越高，給地下管線帶來了不小的負(fù)擔(dān)。就目前來說，建設(shè)城市地下管線是一項工程量大且難度高的工作，不僅技術(shù)要求高，對精度和可靠性也有極高的要求。所以，在對地下管線進(jìn)行施工時，務(wù)必要做好測繪工作，作為地下管線建設(shè)中運(yùn)用的最新的測量技術(shù)，RTK在地下管線建設(shè)中起到了至關(guān)重要的作用，本文分析了地下管線測繪中RTK的精度和可靠性，以此來保證地下管線建設(shè)工作能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：地下管線測繪；RTK技術(shù)；精度；可靠性

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0228-02

1 引 言

測量工作中時常提及的實(shí)時定位技術(shù)就是RTK，是把觀測到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)連續(xù)不斷的形式從基準(zhǔn)站發(fā)射出去，通過流動站實(shí)時差分的程序，分析和處理載波相位的觀測值，從而獲得最終的數(shù)據(jù)，所得到的數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確的坐標(biāo)、高程，并且精確度非常高。從中可知，實(shí)時定位技術(shù)之所以能在地下管線測繪工作中被普遍使用，是因為實(shí)時定位技術(shù)具有很突出的優(yōu)點(diǎn)，就是靈活、便捷。然而隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，一些新型的技術(shù)還是具有一些缺點(diǎn)，比如反射性，而且隨著公路的建設(shè)，車輛也越來越多，受到這些因素的影響，實(shí)時定位技術(shù)的現(xiàn)場作業(yè)的難度會隨之加大。

2 RTK的測量誤差源和參數(shù)

RTK的測量誤差源有很多種，其中包括技術(shù)方案、GPS衛(wèi)星、測量環(huán)境、應(yīng)用技能等原因，下面具體分析幾種常見的誤差源：

2.1 技術(shù)方案

RTK的測量技術(shù)方案決定了RTK是否可靠，在進(jìn)行地下管線測繪時，科學(xué)合理的使用RTK技術(shù)方案，這樣才能RTK測量技術(shù)的精確度和可靠性才能夠得到保障，如何正確選擇RTK技術(shù)方案，就要對坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)、基準(zhǔn)站位置、觀測時間進(jìn)行嚴(yán)格選擇。

2.2 GPS衛(wèi)星

GRS本身存在的誤差源包括大氣情況、GPS衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星圖形等等，RTK具有和GPS類似的誤差源，在進(jìn)行查閱大量的文獻(xiàn)資料并且深入研究分析之后發(fā)現(xiàn)，基線的長短決定了RTK受對流層和電流層影響的力度，影響隨著基線的變長而加大，進(jìn)而加大了觀測結(jié)果的誤差，導(dǎo)致可靠性降低，RTK最合適的半徑值大約在5km的范圍之內(nèi)。

2.3 RTK設(shè)備

RTK設(shè)備的天線類型、數(shù)據(jù)鏈、處理軟件和影響因子會因為RTK測量設(shè)備的生產(chǎn)廠家的不同、型號的差別而出現(xiàn)區(qū)別，也使精密度和穩(wěn)定性的強(qiáng)弱受到影響，從而導(dǎo)致測量結(jié)果有較大的差異。通常設(shè)備上會明確標(biāo)注精確度，但是是對于設(shè)備無內(nèi)外界因素影響，處于理想狀態(tài)下所能達(dá)到的目標(biāo)，但是在現(xiàn)實(shí)情況下，由于受到各種因素的影響，往往不能達(dá)到所標(biāo)定的精確度，實(shí)際的精確度只能從實(shí)際工作中進(jìn)行統(tǒng)計驗證。

3 提高RTK測量技術(shù)精度的方法

（1）在條件符合時，可以選擇RTK測量技術(shù)，但是當(dāng)條件不符合時，可以在適當(dāng)?shù)奈恢蒙鲜褂肦TK對部分的圖根級控制點(diǎn)進(jìn)行布控，轉(zhuǎn)交給全站儀應(yīng)用，RTK聯(lián)合全站儀，把雙方的優(yōu)勢都發(fā)揮出來，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合從而取得更加顯著的效果。

（2）在施測控制點(diǎn)加密時，在運(yùn)用RTK技術(shù)時，RTK的高程控制數(shù)據(jù)的精度要得到保障，慎重選擇流動站和基準(zhǔn)站的位置時，外界環(huán)境要比探物點(diǎn)的采集高，盡可能對周圍環(huán)境采取勘探校對，科學(xué)合理地去除不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

（3）RTK經(jīng)常會出現(xiàn)失鎖的問題，針對這個問題，要對RTK采取初始化處理，當(dāng)完成初始化后，要核對校準(zhǔn)臨近已知點(diǎn)，有些路段經(jīng)常性的出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，對此要收集探物點(diǎn)工作時，要采取全站儀采集方法。

（4）在實(shí)際條件符合的情況下，要盡可能的使用雙基站來控制圖根加密，這種方法可以使RTK受到對流層的延遲而產(chǎn)生的偶然誤差降到最低，基準(zhǔn)站對RTK的系統(tǒng)誤差也會隨之減小。

（5）為使測量結(jié)果具有可靠性，要使用七參數(shù)實(shí)施RTK的參數(shù)設(shè)置。

（6）全站儀要對RTK的作業(yè)范圍內(nèi)進(jìn)行全方位監(jiān)測，RTK要檢查全站儀測定地區(qū)，加大檢查力度，并且提高對此率。

（7）基準(zhǔn)站的位置要考慮多方面因素，盡量不要靠近強(qiáng)電強(qiáng)干擾源，遠(yuǎn)離信號反映物，流動站和基準(zhǔn)站之間的距離也要控制好，不得多于5km，以免影響信號的傳遞。

4 提高RTK技術(shù)可靠性所使用的方法

（1）在測量地下管線時，RTK會遇到和靜態(tài)GPS一樣的問題，衛(wèi)星信號會限制RTK技術(shù)。因為城市中的地下管線盤曲交錯，線路復(fù)雜，而且線路所埋設(shè)的環(huán)境也不穩(wěn)定，特別對于一些建筑物較多的地帶，地下管線的建設(shè)不僅復(fù)雜，而且要穿過一些街邊建筑物，對于這些情況，GPS衛(wèi)星信號要穿過這些復(fù)雜狹窄的阻礙物具有很大的難度，甚至信號根本就到達(dá)不了，從而導(dǎo)致RTK很難接收到信號或者接收到錯誤的信號，不能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。針對上述問題，為了把RTK測量的可靠性和精確度提高上去，可以從GPS接收機(jī)技術(shù)入手，也可以研發(fā)各種衛(wèi)星系統(tǒng)兼容接收機(jī)來達(dá)到這一目的，進(jìn)而準(zhǔn)確定位城市地下管線。

（2）在測量地下管線時，RTK起到了決定性的作用，特別是流動站可以準(zhǔn)確并且持續(xù)地接受到基準(zhǔn)站發(fā)出的信號。在特定情況下，基準(zhǔn)站電臺的功率會受到基準(zhǔn)站和流動站間的距離的限制，并且干擾電磁和城市建筑物的阻礙等問題都會中斷RTK信號。為了防止這些情況的發(fā)生，城市GPS連續(xù)運(yùn)行參考站是很有必要建設(shè)的，這樣可以成功的運(yùn)輸通信信號卻不需要電臺的支持，RTK的通信傳輸?shù)目?、穩(wěn)定性和不連續(xù)性可以得到保障。

（3）測量城市地下管線時，RTK的精度還受到時間的影響，特別是對于中午時分，大氣中的電離層比較強(qiáng)烈，而極易干擾RTK，衛(wèi)星信號不能夠及時接收到，這樣會延長初始化時間，甚至初始化不能夠完成，測量工作就必須被迫停止，為了使這種情況不再發(fā)生，使RTK的精確度得到保障，要仔細(xì)計算并選擇測量時間，盡可能地和電離層錯開，防止受其影響。

5 地下管線圖測繪

5.1 地下管線圖測繪類型

地下管線圖分為專業(yè)管線圖和綜合管線圖兩種，區(qū)別在專業(yè)管線圖上除管線周圍地形外只包括單一專業(yè)（一條或幾條）管線，而綜合管線圖則包括該地段內(nèi)所有各種專業(yè)管線。地下管線地形圖測量的基本方法與一般城市大比例尺地形圖測量完全相同，只是在測量的內(nèi)容上增加了地下空間（地下管線及其地下附屬設(shè)施）的部分。它們都采用本城市統(tǒng)一的平面坐標(biāo)和高程系統(tǒng)，統(tǒng)一的圖幅分幅方法和測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外，用全球定位系統(tǒng)（GPS）雙頻接受機(jī)的實(shí)時動態(tài)定位（RTK）法，同樣可以快速測得管線特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

5.2 地下管線縱橫斷面圖測繪

用于地下管線信息管理的地下管線圖，除了綜合管線圖、專業(yè)管線圖以外，還有地下管線縱斷面圖和橫斷面圖。根據(jù)管線點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程可以繪制地下管線的縱斷面圖，為了明顯表示管線的縱向坡度，圖的垂直比例尺規(guī)定要比水平比例尺大10倍；橫斷面圖是為詳細(xì)表示各種管線在某一里程處的斷面分布情況，需要有較大的比例尺。

6 結(jié)束語

對于城市地下管線的測量，RTK技術(shù)被應(yīng)用的范圍最廣，因為它具有操作簡單方便、準(zhǔn)確度極高、可以在短時間內(nèi)提供三維坐標(biāo)和沒有累計運(yùn)輸誤差等優(yōu)點(diǎn)，這種方法使測量效率顯著提高，節(jié)省了測量成本，與此同時，測量結(jié)果的準(zhǔn)確率也大幅度提高，這種新型的測量技術(shù)最明顯的優(yōu)勢就是科學(xué)、便捷，在實(shí)際測量過程中，會時常遇到一些突發(fā)情況，會使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，現(xiàn)在迫在眉睫的事就是盡快提高RTK的精度和可靠性，找出應(yīng)對措施，從而把地下管線的測量技術(shù)的總體水平提高上去，加快我國城市化發(fā)展步伐。

參考文獻(xiàn)

[1]王清泉.廣鋼新城地下管線普查質(zhì)量控制中的核心技術(shù)[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2015（5）：50～54.

[2]蔡東健，甄宗坤.慣性定位儀在非開挖非封閉管線測繪中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2016（11）：84～86，93.

[3]任 超，霍文虎，張 茜，等.基于全景真三維技術(shù)的新型智慧城市時空信息基礎(chǔ)設(shè)施探索[J].地理信息世界，2017（4）：8～13.

收稿日期：2018-9-2