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摘 要：城市管线设施的测量和定位均是市政建设管理中的重要内容,几年来随着测绘技术的不断发展革新,基于GPS、COPS等测量定位方法的应用很大程度上提高市政人员的工作效率和准确度,同时降低了操作的难度.但是基于不同平台的测量定位方法其优缺点各有不同,因此在实践操作过程中可以将多种测定方法联合使用,在规避其缺点的同时确保测绘的精确度和效率,本文则简单探讨GPS-RTK协同全站仪在城市管线设施测量定位中的应用.
关键词：城市管线设施；全站仪；GPS-RTK；精确度
中图分类号：TU990.3文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）09-156-02
前言
随着国内城镇化进程的不断推进,城市的数量和规模日益扩大,为了满足居民的生活、生产等需求,城市间管线如水管道、电路、燃气等排布越来越密集和复杂；和此同时被称之为“生命线”的城市管线设施肩负能源、水资源、电、数据信息等的传输和传送功能,是整个城市得以快速、健康、稳定发展的保证.所以一旦设施出现人为、自然破损,市政工作者需要快速定位和响应,本文则简单探讨传统全站仪测定联合基于GPS的GPS-RTK测量定位法在城市管线测定中的应用.
1.全站仪、GPS-RTK测定方法的基本原理
1.1全站仪的基本原理
全站型电子速测仪简称“全站仪”,其主要有3个功能即距离测定、角度测定和数据处理系统,可以实现距离、角度自动测量,同时快速测算高度差、水平距以及坐标增量,所测量和计算的数据均自动显示、传输和储存.全站仪使用极坐标方式获取待定点的坐标数据,即以测站为中心,借助故障发生位置附近的己知方向,测量故障点和已知方向问的夹角最终计算出所求点的实际距离.
全站仪的优点即集合了水平距离测定、角度测定、高差测定、数据计算/传输/存储等功能；其缺点也比较明显,即很容易受到通视条件、地形条件等客观因素的影响.比如某些地区测站不能直接使用仪器进行观测,相应的极坐标的使用受限,必须配合其他测量方法确定坐标,增加了测量、定位的难度.
1.2 GPS-RTK的基本原理
RTK是以载波相位观测值的实时动态进行定位的新技术,其将数字通讯、计算机、GPS技术、无线电技术等集合在一起形成了功能齐全的系统.近几年随着测绘技术的突飞猛进,RTK技术在发展的过程中日趋成熟,现如今用户只需单手操作GPS接收设备,便可以实现任何等级的快速定位,最精密的定位甚至可以超越毫米级（nun级）,大幅度提升了测绘的精确度和效率.
RTK的原理是在基准站上放置一个接收机,然后将其他的接收机放置于流动站上,接收机所接收的信号均是同时、同卫星所发射,获得观测值之后和已知位置信息进行对比计算出差分改正值.再将计算出的改正实时传输给流动站促使所检测的数值更为精确.
2.全站仪联合GPS-RTK定位测量系统的构建
由于GPS-RTK技术必须确保基准站上方无遮挡物,所以为了避免各种客观因素对定位测量工作造成的影响,可以使用全站仪和RTK技术联合构建一套适用于任何地形且能够克服-任何客观条件的定位测量系统.其全站仪RTK技术定位测量系统的作业流程,详见图1所示.合适的测量系统,然后分别由2个系统测量出待定点的数据,然后对数据进行计算处理,最终完成图形编辑计算出发生损坏的管线位置,派遣市政人员前去维修.
3.应用实例分析
3.1任务概况
本次任务是对我国沿海某城市在进行的市政规划和地下管线建设和管理过程,开展地下管线网络定期检查维修工作.检查的范围包括该市新建的两条市政道路,包括道路延伸的街巷等.检查维修的管线包括给排水、居民/工厂用电线路、办公家居的电信线路等；分别检查管线数量、负载、埋藏深度等数据.管线探测点的高程、平面坐标等数据全部采用全解析方式予以测定；彩色管线测绘图则利用数字成图技术按照1：1000的比例绘制.
3.2测定区域的情况介绍
该市位于我国东南沿海地区,该地区地形以滨海平原、丘陵和台地为主,地势由西北逐渐向东南方倾斜,地势的构成类型多样化,比如高低丘、滩涂、中低山等.年降水量在1200mm左右,雨季分布在5月18月份.由于经济特区的缘故,该市已成为了两岸具有现代化服务合作示范区、金融服务中心和贸易中心等,经济相对比较发达,全市境内气温适宜、环境优美、高楼林立.测量区域有1985年国家高程基准的Ⅱ等、Ⅲ等水准点成果资料,依据这些资料作为起算数据.
3.3测定操作的依据
①《城市地下管线探测技术相关规程》2003版,文件号为C 61；②《GPS城市测量技术规程》1997版,文件号为C 73；③不同比例地形图式；④测绘产品验收和评定的标准和规定,1995版.
3.4设备仪器的准备
①本次任务中使用的GPS-RTK接收器型号为Trimble46001s,共使用该种接收器7套,测定任务时均设置为精测模式,即垂直精度为10mm±lppm；水平精度为5mm±lppm；②全站仪由天宝测绘仪器生产有限公司提供的型号为M3的设备,共4台设备,角度精度控制在±5”,距离精度为2mm～2ppm.
3.5作业过程
3.5.1测量控制
大量工程实例和实验数据均表明,基于GPS的RTK测定系统都能够满足图根控制的高要求.RTK系统精度控制在合理范围内其信号接收的半径<5km,如果接收到卫星的数量≥5个,则获得的三维坐标测量精度便能够满足任务要求.市面上常使用的TrimbleA6001S型号的RTK接收器,其高程精度可以达到lOmm±lppm,而水平精度则可以达到5mm±lppm的要求.
RTK系统进行图根控制时有几个要点需要特别注意：首先,观测结果尽量使用多历元类型,然后计算其平均值,从而消除因为外界干扰因素（如偶然噪音、电磁波等）的影响,尽可能的提升定位的精确度；其次,观测点区域视野必须足够的开阔,周围没有任何高大植被、房屋、工程建筑等,同时观测点地势要明显较高且交通相对比较便利（便于仪器设备的运送）；再者,控制点的数量设置上必须尽可能的科学、合理,避免后期再进行支点,影响观测进度；最后在使用RTK系统进行测定时需要使用全站仪对其控制点进行检验、核对,降低其他因素的影响.
结论：关于本文可作为相关专业管线论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文管道探测器论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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