GPS定位技术在燃气工程测量的应用.doc

1、GPS 定位技术在燃气工程测量的应用摘要：论述了燃气工程测量内容和要求，传统的燃气工程测量方法，GPS 定位技术测量及其优势，网络 RTK 技术在燃气工程测量中的应用 关键词：燃气工程测量；GPS 定位技术；实时动态(RTK)测量系统；网络 RTK 技术 中图分类号：TB22 文献标识码： A 1、前言 燃气工程测量主要是对埋地燃气管道的测量，其内容包括定线测量和竣工测量定线测量主要依据地下燃气管道施工图，将设计的燃气管道平面位置在现场放出，并确定高程控制点点开挖深度燃气工程竣工测量主要在覆土前对燃气管道的起点、终点、坡度变化点、转折点、阀门、三通、直线点(直线段两点距离不大于 50m)、管道

2、附属设备等管道节点进行平面和高程测量，出具测量报告和燃气管道测量成果表GPS 定位技术出现后，主要用于精度要求不高、误差在 515nl 范围的车载定位导航近几年随着通信和网络技术发展，GPS 定位技术定位精度不断提高，达到工程测量厘米级精度的要求，传统的测量角度、距离、高程的测量方法，正在逐步被 GPS 定位测量的新技术替代，GPS 定位技术在工程测量中开始了广泛的应用1,2 2、GPS-RTK 的工作原理 RTK(RealTimeKinematic)实时动态测量系统，是 GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是 GPS 测量技术中的一个新突破，它改变了传统的测量模式，能够实时提供厘米级定位精

3、度，能够在不通视的条件下远距离传输三维坐标RTK 测量技术是经载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分 GPS 测量技术 RTK 系统主要由基准站接收机、数据链及移动接收机三部分组成，通常是利用 2 台以上的 GPS 接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知点上作为基准点，另一台用来测量未知点坐标称移动站，基准站根据该点的准确坐标可求出其他卫星的距离改正数并将这一改正数发送给移动站，移动站根据距离改正数来改正其定位结果，大大提高了定位精度，从而使实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果达到厘米级精度3 RTK 系统正常工作必须具备三个条件：第一，基准站和移动站同时接

4、收 5 颗以上的 GPS 卫星信号；第二，基准站与移动站同时接收卫星信号和基准站台发出的差分信号；第三，移动站要连续接收 GPS 卫星信号和基准站发出的差分信号 RTK 技术与其他测量模式相比，具有定位精度高、测量自动化、集成化程 度高、数据处理能力强、操作简单、使用方便的等特点 3、GPs 定位技术与传统测量对比 由于我们在燃气工程测量中主要使用网络 RTK 系统，因此对比主要是工程测量中网络 RTK 与传统测量的对比网络 RTK 有以下优势 3.1 直接测出燃气节点的三维坐标 传统测量是用测量仪器进行角度、距离、高差测量并记录、计算、整理得出某一点的坐标，Y，z，也就是测量成果，定线测量也

5、是在实地用仪器将设计坐标通过角度和距离定出 网络 RTK 定位测量，流动站只需要购置一台动态 GPS 接收机，其国产接收机价格(34)10 元左右，进口接收机价格(810)X10 元左右，在深圳市国土局开户申请购买 SZCORS 卡并安装，开户费用为 1000 元左右，并按数据流量收取费用流动站由 GPS 接收机、对中杆、RTK 电子手簿组成接收机是将天线、微处理机、电源、通信模块合为一体的装置，对中杆上部连接接收机，底部与地面测量点接触对中，接收机与 RTK 电子手簿通过蓝牙无线 连接或数据通信线连接一个人操作一台 GPS 接收机，读取天线高度并录入电子手簿，对中杆和地面点接触对中，进入 S

6、ZCORS 模式下，通过操作电子手簿完成观测在一个测区范围外分别在深圳市城市控制网3 个一级导线点(测区附近)上观测，并将观测的 WGS84(美国国防部研究确定的大地坐标系)的坐标与深圳独立坐标相对应，电子手簿自动换算出两个坐标系的转换参数，将 WGS84 坐标转换为深圳坐标，这样用流动站的 GPS 接收机观测后就直接显示出燃气节点的 3 维深圳独立坐标若到另一个测区，重新按上述方法求转换参数，操作比较简便，自动化程度高 3.2 测量速度快、用时少 无论是定线测量还是竣工测量，采用网络 RTK 测量方法，在测区直接测出燃气工程节点的坐标和高程，比常规测量用全站仪进行施工测量和竣工测量时燃气节点

7、数据的采集速度大幅提高通常情况下一个燃气特征点测量 30S 完成数据采集，图根控制测量只需要观测时间大于 3arin就可以完成无论节点的测量还是图根控制测量，只要一个人操作台接收机就可以完成传统测量需要两位立标杆人员和一位仪器操作员共 3个人，操作员在测站操 作仪器并和立标杆人配合，平均约 2min 完成一个燃气节点的测量，完成一个图根控制贝 0 量的平均时间是 10min 左右网络 RTK 测量用的时间比采用传统测量方法用的时问少 3.3 工作量少、效率高 网络 RTK 观测不受天气因素的影响，可以进行全天候作业，一个人用一台接收机就可以完成网络 RTK 直接测量燃气节点，减少了测区基本控制

8、和图根控制测量，相应减少了工作量；减少在测区周围寻找大量的控制点；其余工作由接收机自动完成，减少了许多工作量和降低劳动强度；传统测量是两人在测点立标杆，另一人在测站操作仪器进行观测，共需要 3 个人才能完成任务，而网络 RTK 只需要一个人就可以完成由于以上原因，原来一个测区的工作需要 3d 完成，用网络 RTK 测量通常只需要 1d 就可以完成任务，燃气工程测量效率大幅度提高 3.4 无累计误差 RTK 网络覆盖全市范围，在深圳 GPS 测量的成果精度均等，而传统测量由整体到局部分级测量，存在累计误差GPS 测量消除了传统测量的误差累计，提高了成果精度，测量精度有保障以天宝 5800GPS

9、接收机为例，其标称水平精度为(1+110D)cm，垂直精度为(2+110D)cm实际观测时，平面和高程误差在电子手簿实时显示，在平面误差显示为 2cm，高程误差为 3cm 时，就认为观测结果合格，保存数据，观测结束可以理解为此误差是相对于城市一级导线的，燃气工程要求误差通常是相对于图根控制点的，用移动站直接测量燃气工程管道节点的坐标和高程，其精度比传统测量的精度高，满足城市测量规范对地下管线测量的精度要求 3.5 成本低 一个人用一台接收机就可以完成网络 RTK 测量，传统测量需要两位立标杆人员和一位仪器操作员，人员由 3 人减为 1 人，人力成本减少相对于传统测量，减少了控制测量，相应费用减

10、少，接收卫星信号是免费的工作效率大幅提高，测量时间较少，相应管理费用减少，测量成本比传统测量低 3.6 可与常规测量配合使用 在用网络 RTK 进行管线测量时，有时可能卫星信号被建筑物或树等物体遮挡，流动站无法接收到卫星信号，观测无法进行此时选择在测区开阔信号好的地方，用网络 RTK 方法建立图根控制点，观测时间大于3arin 就直接测出图根控制点的坐标和高程，再用传统的测量仪器进行燃气施工与竣工测量 3.7 可与 GIS 配合使用 深圳燃气集团规定，对新的燃气工程成果录入 GIS 系统前，必须对燃气工程测量成果进行复核用网络 RTK 在 SZCORS 模式对测量成果实地实时检查，工作量少，效

11、率高，劳动强度低，能较快地完成测量复核燃气管网接线点、抢修点等管网有变化的地方，直接用流动站观测后，结果储存在电子手簿中，并将管道节点位置和相关属性传输回 GIS系统修改相关数据，及时准确完成燃气管道的数据变更4 4 结束语 RTK 实时动态测量技术因其具有精度高、作业方便、速度快、效率高、实时性强、无需通视等优点，不但越来越成为所有测绘人员不可或缺的测量工具，而且在其他行业和领域中也越来越被认可越来越被广泛的应用起来，随着 RTK 技术应用的推广必将会给各行各业带来重大的经济效益和社会效益 5、参考文献: 1 高成发GPS M人民交通出版社，2001 2 徐绍铨GPS 测量原理及应用 M修订版武汉大学出版社，2000 3 龚强关于全球通地理信息系统的思考 J测绘科学，2003，28(3)：74-76， 4 王艳东，龚健雅，黄俊韬，等基于中国地球空间数据交换格式的数据转换方法 J测绘学报，2000，29(2)：142-148