孙振明1 贾潇然2 孔筱3
济宁市勘测院 山东省济宁市 272000
摘要：为了适应社会发展的需要，某市勘测院安排了地下管线探测及测绘项目，对地下管线进行更新。利用GPS进行RTK作业，平面可以达到厘米级的精度，但是高程却表现不佳，对此该市建立了高精度、高分辨率的似大地水准面模型，利用大地高和正常高的高程异常进行高程转换从而得到了高精度的正常高。利用此似大地水准面成果提供的大地高/正常高转换模型进行GPS（RTK）测高，可取代等外水准测量，完全满足地下管线测量的精度要求。
关键词：RTK技术；地下；管线；测量
1 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。
2.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。
3 作业方法及要求
对于网络信号好的区域采用FZCORS网络RTK技术作业，控制测量使用的仪器为拓普康公司生产的HIPER GB。HIPER GB通过移动电话接入网络。首先直接测量控制点的WGS 84坐标，然后由勘测院与位置服务中心转换为1980坐标系坐标。采用网络RTK控制技术进行地下管线测量的控制加密，参照图根点控制的技术要求。
3.1 选点要求
①点位所在的区域应被中国移动或中国联通网络信号有效覆盖，确保流动站接收机能够通过GPRS或CDMA方式稳定地接入GNSS综合服务系统网络；②点位应选择便于安置仪器、周围视野开阔、通视情况良好、高度角在15°以上、无障碍物阻挡卫星信号的地段；③应远离大功率无线电发射源或大型电磁场发射源200米以外，远离高压输电线、通讯线50米以外，避免周围电磁场对GPS卫星信号的干扰；④应远离大面积水域，远离高、大型建筑物，以减弱多路径效应[1]；⑤点位应布设于交通方便，基础稳定，易于保存的地方，尽量避开交通要道、铁路、道路路基，避免过往车辆、行人的干扰；⑥考虑用常规测量手段与其他控制点的联测，故尽可能与邻近控制点保持通视。
3.2 技术要求
①RTK接收机应利用三角架架设，并严格对中整平。
天线高量读2次以上，记录其均值取至毫米；②不同测回间，应断开原有连接，数秒后再重新连接GNSS综合服务系统网络进行测量；③数据采样率一般设为5－10秒，模糊度置信度应设为99．9%以上；④每测回观测控制手簿设置，控制点的平面收敛精度应≤±1．5CM，高程收敛精度应≤±2CM。碎部点的平面收敛精度应≤±2CM，高程收敛精度应≤±4CM；⑤观测值应在得到网络RTK固定解，且收敛精度稳定后再开始记录[2]；⑥测回间控制点平面和高程成果较差，应在限差之内时取各测回结果的平均值；⑦网络RTK观测时距接收机10米范围内禁止使用对讲机、手机等电磁发射设备。遇雷雨应关机停测，并卸下天线以防雷击；⑧作业时间应避开中午（11：00－15：00）强电磁干扰时段。GPS高程精化归算：计算时应选择输入、输出文件和转换方式。计算完成后应同时提交原始数据和转换数据，所有文件还应在计算机内按工程编号予以备份。对于手机网络信号盲区的地域，采用全站仪进行导线测量。为了验证坐标统一性及精度，采用全站仪观测导线测量验证
4、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。
4.1.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。
4.2.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。
4.3.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。
5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。
结语
总之。地下管线是城市日常运行的基础也是城市不断发展的关键所在，城市的用电用水以及天然气供应依靠地下管线的输送，同时地下管线也负责大量信息数据的传递，可以说城市居民的日常生活与地下管线息息相关。详细的掌握地线管线的分布情况能够有效提高城市居民生活质量，也是地下管线安全稳定的基础保障。
参考文献：
[1]蔡建国.地下管线探测技术在工程测量中的应用与研究.2017.
[2]王佑文,刘向东.地下管线探测技术在地铁工程中的应用效果.2017.