全站仪配合RTK在城市地下天然气管道测量中的应用

颜轶文

摘要：城市地下天然气管道是城市建设当中的重要组成部分，是城市的“生命线”。因此在现代化建设当中，高效、便捷、经济的测量方式就变得尤为重要。在现代化城市建设当中，工程测量决定了这项工程的竣工时间以及工程结果。工程的测量需要一系列的准确数据作为支撑，所以运用现代化的科学技术也就势在必行。本文就RTK技术与全站仪在城市地下天然气管道测量中的应用深入分析，探究RTK技术与全站仪相结合的实用性。

关键词：RTK;全站仪;天然气管道;测量

一、RTK测量基本原理

（实时动态差分法）RTK作为一种新型的测量技术，以载波相位观测值为依据的实时差分GPS测量技术。由于采用的是载波相位动态实时差分方法，所以在操作上具备便捷、直观、准确性高、高自动化、定位误差不积累等优点。RTK技术的出现使测量技术方向得到巨大的发展，是GPS领域中的重要里程碑。

（一）RTK工作原理

RTK的工作方式是通过在已知地点安装接收机作为基准站，对卫星開展连续观测并使用无线电传输设备将观测数据和测站信息实时发送到流动站。基准站和GPS卫星信号可以同时发送到流动站GPS接收机，根据相对定位原理，实时解算数据，并获得流动站三维坐标和误差[1]。

（二）采用RTK技术测量的优点

①采用RTK技术测量精度较其他方式精度较高，并且可以在任何天气条件下都可以进行工作，无积累误差，质量高的RTK设站只需要一次，并且工作人员只需一人，只需几秒就可以获得测点数据坐标。较传统方式提升了工作效率。

②自动化程度较高，操作简便，在当前技术条件支持下，工作人员只需要将天线对中，整平，量取天线高度后，打开电源就可以进行自动观测，数据解算处理后就可求得观测点的三维坐标。

③作业满足条件低，RTK技术在通视条件、能见度、气候等受影响较小，选点灵活，采用RTK技术费用较低，降低了工程成本。

④RTK系统抗干扰性较强并且具有保密性，降低了工程意外发生的概率。

二、全站仪测量基本原理

全站仪（Electronic Total Station），是同时具备光、机、电为一体的高技术测量仪器。同时也具备了水平角、垂直角、距离（平距、斜距）、高差测量功能的测绘仪器系统。全站仪自动化程度高，精度较为准确，功能适应现代工程测量，现如今全站仪适用于控制测量、地形测量、施工放样等工作。

（一）全站仪工作原理

全站仪工作原理按照测量的目的分为两种，一种是测角原理，另一种是测距原理。测量是指通过数学平面几何和立体几何的利用测量得出的角度距离等数据来计算出其他边的距离和相应角度。测角是指通过角度度盘和角度传感器获得数字化的角度数据[2]。

（二）全站仪的工作条件

全站仪虽然具有费用低，精度高，便捷灵活等优点，但是其工作条件较RTK更加复杂，首先工作地点需具备光线，测量目标和全站仪的水平线之间不能有任何遮挡物，并且存在误差积累的情况。

三、RTK与全站仪相配合的优越性

RTK技术在城市天然气管道测量当中存在着一定的局限性，在城市测量当中RTK技术在部分情况下会因为电磁波干扰、多路径效应、高大的建筑物和树木限制接收机卫星观测视野，同时RTK技术也会因为卫星状况、天气情况等所影响。而全站仪在实际工作当中会因为控制点被破坏、测量目标与全站仪之间有遮挡物所导致的不通视等问题。所以RTK与全站仪相结合解决了上述问题，两者具有互补性。

四、RTK与全站仪配合测量在城市地下天然气管道测量中的应用

（一）控制测量

在城市地下天然气管道测量中，通过RTK技术的应用可以有效提高控制测量速度，实时准确了解定位精度。尤其对于天然气管道来说，一点点误差就可能造成不可挽回的局面，因此测量精度的重要性不言而喻。同时为了有效控制测量可以在RTK控制点时采用三点一组的模式用于全站仪的设站、定向和核对使用。在卫星信号接收盲区可以在外围可采集到的RTK固定解位置设置控制点，以此来使用全站仪开展盲区的测量。

（二）大比例的地形图测绘

在传统的测量方法中，首先需要构建控制点，其次开展碎部测量。而且需要保持两个控制点之间的通视。通过分级布网来减少误差过度积累，加大了工作量，耗费大量的时间。而采用RTK与全站仪两者相结合的方式则可以避免这些问题，减少了工作量，也提高了工程进度[3]。

（三）放样测量

在RTK放样时，仅需一人便可以完成流动站的操作过程，由于RTK自动化程度较高，所以只需输入线路起点、坐标终点、曲线转角、半径等数据便可以自动计算出流动站与实际点位的差值。

五、RTK与全站仪相结合的注意事项

在测量选址时，基站尽量处于测区中心或视野开阔的制高点上，从而防止建筑物或树木影响RTK的性能，导致精度下降。如果RTK存在测量困难时，可以在卫星信号较好的地带测出可以互相通视的控制点，然后使用全站仪来进行下一步的测量工作。

在使用RTK测量过程中，需要选择点位几何图形强度因子PDOP值小于6且有效卫星个数不少于5颗的时间段作为观测时间。这样能有效的提升测量的效率。

在实际使用当中，工作人员需要严格按照相关规范来开展测量工程，尽量减少人为因素的干扰，一旦在仪器对中、测量天线高、输入基准站坐标的过程中出现了差错将直接导致测量结果的不准确。因此在对中时，精度需要在较高的位置上，需要采用三脚架或者快速对中支架，以达到提高中点精度的作用。

结束语

当前工程测量当中，RTK与全站仪的技术水平都较为成熟。同时由于天然气管道分布的特殊性，很多管道常常埋没于居民区、绿化带等RTK信号很弱的区域，再加上全站仪具有一定的局限性。所以将两者有机结合可以各自发挥优势，实现优势互补，对提高工作效率、减少工作量具有现实意义。

参考文献

[1]李鹏，李广海，王永吉，邢武杰.GPS-RTK与全站仪在数字城管测量中的联合使用[J].全球定位系统，2016，41（01）：76-80.

[2]何莎，彭星煜，吴云冬，等.天然气管道滑坡位移监测技术及应用[J].中国测试，2016，42（9）：15-20.

[3]徐克红.天然气管道数字测绘方法研究[J].数字化用户，2019，25（30）：138.