全站仪配合RTK地下管线测量应用学术论文发表期刊

发布时间：2013-04-27所属分类：科技论文浏览：1252次

摘 要： 结合天津市城市地下管线测量的特点，叙述了RTK和全站仪各自的作业特点，说明了在城市地下管线测量中，二者联合作业不仅能够满足工程测量的精度要求，而且能够充分发挥各自优点以达到取长补短、提高作业效率、节省资金的目的。

　　摘要：结合天津市城市地下管线测量的特点，叙述了RTK和全站仪各自的作业特点，说明了在城市地下管线测量中，二者联合作业不仅能够满足工程测量的精度要求，而且能够充分发挥各自优点以达到取长补短、提高作业效率、节省资金的目的。

　　关键词：RTK全站仪管线测量  数字测图

　　Abstract：Based on the characteristics of urban underground pipeline measurement in Tianjin, this paper describes the operating characteristics of the RTK and tacheometry, reaching a conclusion that,  in the urban underground pipeline measurement, the combination of the two technologies not only meets the accuracy of engineering measurement, but also can play the respective advantages to improve efficiency and save money.

　　Key words：RTK;  tacheometry;  pipeline measurement; digital surveying

　　中图分类号：K826.16    文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

　　引言

　　城市地下管线是维持城市正常运转的大动脉，是现代化大都市快速高效运转的保证。近年来，随着天津市的快速发展和新区的加快建设，地下管线愈趋复杂。种类繁多的地下管线如果没有一个统一的管理系统，在城市建设中很容易造成对管线的破坏，从而造成通讯中断、电力供应中断、煤气泄漏等，给人民生命和国家财产造成严重威胁和损失。因此进行城市地下管线测量，摸清城市地下管线分布情况建立一个统一的管理系统势在必行，而选择一种快速、高效、经济的测量方法就显得尤为重要。

　　1.全站仪测量技术

　　电子全站仪是一种集电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器于一体的可实现自动测角、测距、计算、记录和传输的一种多功能高效率的地面先进测量仪器。现今它广泛应用于控制测量、地形测量、施工放样等，它通过向目标点（棱镜）发射光电信号，获取角值、距离等一些基础数据，之后根据获得的基础数据通过内置软件自动计算并记录我们所需要的数据。

　　全站仪具有测量精度高，方便灵活、稳定性高、价格相对便宜等优点，但同时也有必须通视、测程短等缺点。

　　2.RTK测量技术

　　2.1RTK的工作原理

　　RTK是以载波相位测量为依据的实时差分测量，它通常有信号接收部分、实时数据处理部分、实时数据传输部分3个部分组成。

　　RTK测量采用相对定位理论，将一台接收机架在一个点位精度相对较高的控制点上作为基准站，对卫星进行连续观测，另一台或几台放在待测点上作为移动站接收机，在采集同步卫星信号的同时通过无线电设备接收基准站上的观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息，利用同名的已知的地方独立坐标和测得的WGS-84坐标数据求出转换参数，然后根据求得的转换参数和采集的数据利用控制器内置的处理软件进行实时差分处理并进行坐标转换，从而给出待测点坐标。

　　2.2RTK测量的特点

　　RTK测量具有无需通视、全天候作业、作业效率高、定位精度高、没有误差累积、自动化程度高、操作简便等优点。虽然RTK测量技术在地形测量中有很大的优势，有比较广阔的应用前景，但经过工程实践证明，RTK测量技术也存在受卫星状况和电离层的影响、受对空通视条件的限制、受高程异常问题的影响、可靠性相对不高等缺点。

　　3.应用实例

　　3.1工程概况

　　该工程位于天津市空港经济技术开发区，线缆全长约9km，主要分布于保税路、中环西路、西九路道路侧边的绿化带、人行道内。该测区地势平坦、交通便利，其中保税路与中环西路测段道路两侧高大建筑物较少、绿化带植被相对低矮，对空通视良好，但西九路道路两侧建筑物比较密集，对空通视条件差，对RTK信号传播有一定的影响。由于空港经济区属于新区，建设发展较快，原有地形图已经失去现势性，本次测量需要采集管线路径周边20m左右范围内的地形。

　　3.2内业准备

　　在外业施测前，应做好充分的准备工作，以免到达现场时出现各种难于预料的问题。

　　（1）根据《天津市地下管线普查技术规程》、《城市测量规范》及甲方的要求确定需要施测的范围、要素及精度要求，以免因测量任务不清楚导致的漏测、多测、精度不够等。

　　（2）地下管线普查的平面坐标系统采用1990年天津市任意直角坐标系统，高程系统采用1972年天津市大沽高程系，而RTK所测得的坐标是WGS-84坐标，这就要求我们利用至少3个天津90系下的已知点进行点校正，以获取转换参数，从而直接用RTK获取天津90系下的三维坐标。

　　（3）人员安排及仪器准备。本次管线路径带状地形测量安排测量人员6名、RTK测量系统1套、全站仪测量系统1套，3人一组分别采用TRK和全站仪同时进行测量。

　　3.3外业施测

　　由于西九路测段对天通视条件较差，采用RTK采集坐标数据有一定的困难，我们对该测段采用全站仪进行数据采集。而对于保税路、中环西路对天通视较好的测区直接采用RTK进行数据采集。

　　首先我们架设基准站，之后用手部连接基准站电台和移动站接收机，点位固定后利用３个已知点对RTK进行点校正，之后对西九路测段进行控制获取图根控制点，以方便使用全站仪进行碎步点数据采集。采用RTK进行图根控制测量时，应做到以下几点：

　　1）基准站架设应选在开阔的高地，避开高大建筑、大面积水域及高压电离辐射区。

　　２）保证测量时间在３～５分钟。

　　３）保证测站点与定向点之间的通视。

　　４）点位应尽量选取在视野开阔、便于扩展、易于保护的地方，以方便测量及日后使用。

　　对西九路测段做好图根控制以后，就可以同时分别对两测区进行碎步点数据采集了。在用全站仪进行数据采集时，应测量出相邻图根控制点间的距离并与RTK所测得的坐标反算距离进行比较，以检验RTK测量的可靠性。经检验，两者所测的距离差保持在0.02m以内，完全满足了1：500地形图的精度要求。

　　3.4内业数据处理

　　外业数据采集结束后，将全站仪和RTK采集的数据应用各自的数据传输系统进行数据传输下载到计算机上。在南方Cass9.0上展出所测量的碎步点坐标数据，之后根据要求进行内业成图。

　　4全站仪配合RTK在管线测量中的优势

　　管线分布呈现带状，且大多埋设在道路两侧的慢车道、便道或绿化带内。由于管线常常沿道路布设，交通繁忙、车流量大，周边有时难免有高大建筑及茂密林区，这样就给测量带来很大的困难。但采用全站仪配合RTK联合测量就能取长补短、优化互补，在一定程度上解决了困难、提高了效率。

　　全站仪配合RTK联合测量的优势具体表现如下：

　　（1）可以实时提供点位三维坐标。RTK作业模式进行点校正之后，即可实时提供点位的三维坐标。

　　（2）测量精度高、点位精度分布均匀。根据RTK的工作原理，其测得的每个测点的点位误差都是均等的，没有误差累计，且基线越长误差越小，减少了常规测量的连续设站、转站而导致的测量误差累积和传递，在一定程度上大大提高了测量的精度。

　　（3）作业效率高、人员配置少。首先利用测区内的已知点对RTK进行点校正，之后不需要布设图根控制网就可以对开阔地区直接用RTK进行数字化测图；而对于在高大建筑物区、树木密集区、高电离辐射区等对天通视条件不好、信号较差的地区，可以在附近使用RTK给定图根点坐标，然后利用全站仪进行数据采集。这样可以节省了做图根控制网所用的大量的时间，同时也实现了优势互补、提高了作业效率。RTK流动站仅需要一人操作，一人画草图（有时可编码）；全站仪可以一人操作仪器、一人画草图、一人跑棱镜，减少了人员配置。

　　（4）生产成本低。使用全站仪配合RTK联合测图作业，不需要像常规测量那样进行图根控制测量，省去了大笔的控制测量费用；同时由于测量效率高，作业时间短，这样在一定程度也大大节省了开支。

　　5结束语

　　由于管线带状分布的特殊性，使用全站仪常规测量做导线控制不像成块的大面积地形测量那样容易；同时有部分管线又常常埋设于居民区、绿化带等RTK信号很弱的地方，这时将全站仪与RTK有机结合就会充分发挥各自优点，对加快工作进程、提高效率有很大的实际意义。

　　现今全站仪与RTK数字测图技术都已经相当成熟，两者协同作业又有很大的优越性，相信在以后的工程中必将得以广泛应用。

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