浅析RTK在地下管线测绘中精确性与可靠性
陈默
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陈默,. 浅析RTK在地下管线测绘中精确性与可靠性[J]. 测绘科学与技术,2022.6. DOI:10.12721/ccn.2022.157150.
摘要:
在地下管线测绘中,RTK技术是一种非常重要的测量手段。因为这种方法可以对地面构筑物进行准确测绘,而且不受地形、地貌等因素影响,同时还能够完整地记录地下构筑物位置、高程数据以及周边环境信息等各种基础参数,并为其提供较为直观的结果,因此被广泛应用于城市交通建设、城市规划与控制监测等诸多领域当中。本文从RTK技术在实际应用中的原理出发,对其在地下管线测绘中的精确性和可靠性进行研究。
关键词: 地下管线建设RTK技术精确性可靠性
DOI:10.12721/ccn.2022.157150
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一、引言

城市的建设与发展离不开地下管线,因此,对地面工程、地下管线的节奏的测量工作也是如此。在我国经济飞速增长和城市化进程不断加快下,RTK技术得到了广泛运用。管线测绘是指利用专业的测量仪器设备,按照测量规范采集地下管线以及地下构筑物平面坐标、高程和其它基础信息数据,并将这些数据转换成图纸数据和管理系统数据。而RTK在地下管线测绘中扮演着不可或缺的角色,RTK技术是一种非常重要的测量工具,它能够对构筑物进行全面定位。RTK在地下管线测绘中的应用,是随着城市建设发展而产生,它利用了GPS定位系统,以地下管井与地面点之间的关系进行精确地绘制。该测绘方式具有采集原始数据精度高、自动化程度高等特点,具有保证获取时间较短且能准确获得可靠性数据的优势。

二、RTK技术的原理

RTK技术是一种新型的地下管线测绘方法,在工程实践中,被广泛应用于地下管道、电缆和其他设施的测绘。由于其测量精度高且能对各种地形图进行精准度校核而得到广泛应用。该方法能够对被测点进行精准地定位,且能在第一时间完成测量作业,可解决传统野外施工中遇到的数据采集不及时问题、误差积累等问题;但同时需要工作人员具备一定专业知识与操作技能以及良好环境适应性和环境适应能力才能保证精度准确度及可靠性;另外还需考虑地下管线所在位置、周边建筑物及其周围环境状况的干扰因素。

RTK技术是一种地下管线测量的方法,其原理为:在地面进行埋设、建立水准点、控制点,利用高精度的仪器进行观测、计算出这些点的高程和平面坐标。通过这些已知数据计算出地物点与地下管线点的高程和平面坐标,再将它们连接起来,添加管线属性数据就构成了地下管线图。根据该方法建立起一个基准站和在测区内埋设的水准、平面控制点之间关系,然后利用这些数据信息来进行勘测工作从而获得到地勘资料以及图纸等相关内容;最后再以GPS定位系统(RTK)作为依据再确定地下管线位置及走向、设计施工方案等等一系列过程所需参数,最终完成整个工程建设任务。

1、地面导线网

根据设计要求采用GPS控制网来实现对地下管线的测绘工作精度作为首级控制;同时利用RTK技术可以加密控制点与水准点,以便施工过程中可直接使用并处理数据资料。

2、GPS定位法

该方法能够准确地对测量点进行定位和获取数据信息并将结果反馈给接收机或者其他监测系统来保证可靠性;此外还能提供精确可靠的坐标基准线及水准控制网位置,从而提高地下管线测绘精度、效率以及准确性。

三、RTK测量的关键点以及测量误差

地下管线的埋设、施工及运营过程中,都会产生误差,并且这些偏差在短时间内难以消除。因此在测量工作开始之前就要对仪器进行校准。在地下管线工程中,由于施工方法、设计不合理等各种因素的影响,使得数据出现了不同程度上的偏差。因此精确性是评价RTK精度优劣最重要和最有效的指标。测点选择是否合理直接关系到最终结果能否精准判断;其次就是对仪器设备选取是否准确以及观测人员对仪器精确度要求高低等等问题;最后还包括后期野外作业中所采用到方法、手段等多方面考虑因素后再做数据处理,从而得到测量误差的大小并进一步分析其原因及程度。

1、观测方法

RTK测点采用经纬仪法和水准仪法来测定观测结果;测量仪器选取地面以下0.5m左右为控制标尺并分别作为基准站使用;埋设的标志牌应及时准确地记录下来以备后期分析之用,并且要定期检查其精度等级及误差等级,以便对地下管线进行合理保护。

2、基准站选择

根据施工图纸上已知埋深、方位角和桩长等参数来确定各测区中心线位置并将其作为参考依据,然后利用经纬仪或全站仪测定地下管线的起始点与终点间距离及坐标轴心。

3、数据采集和仪器保护

地下管线的测量中,数据采集是重要对象,在进行测点的选取时应尽量选择地面高程较精确、覆盖面积较大且便于获取的点位。地下管线的测量过程中,在测站上进行埋深、桩长计算时通常是以基坑边坡为依据。但是因为地下管片存在着大量弯矩和轴向拉应力,会影响到数据的准确性,因此要对其数据精度要求严格把控,保证采集点与地面之间的误差尽可能的小。同时也需要考虑地层岩性以及地质构造特征,在测站上进行埋深、桩长计算时应该将地下管线的长度与桩号作为基准面来测量。另外,虽然RTK仪器体积小巧轻便、可操作性好,也较为易维护,价格低廉,但在野外布设仪器时仍然要注意保持使用环境整洁,避免使用过少的水冲洗仪器。在实际工作当中,因为现场施工环境复杂、地下管线埋深大以及地形起伏等原因造成了测点间距离不均匀且存在较大误差。

四、提升RTK定位技术的可靠性措施

为了提高数据处理结果准确性和可靠性我们就必须对其进行精准定位技术研究并建立可靠地模型;其次要选择合适精确测量方法来确定RTK仪器的精度基准站与相邻邻站之间如何合理分配坐标关系。在地下管线测量工作中,测站采用的方法是“点到线,面至底”。因此对测量结果有很大影响因素就是测站精度。所以要保证数据准确、稳定和连续可靠地进行定位技术测定是很重要的内容之一:建立起一个统一、规范和完善且易于操作使用、可维护及便于管理的三维坐标系统,RTK仪器直接接收地面控制点信息并将其转换为导线坐标。

由于我国城市建设飞速发展,为了保证工程施工能够顺利开展并达到预期效果,需要采取精准性与可靠性相结合来提高GPS定位质量水平,地下管线的测绘要遵循科学合理、技术可靠的原则,以确保在测量工作中准确地控制RTK信号,利用先进仪器和高精度设备对已有数据进行校核:采用全站仪法测量出被测点所在位置;使用双水准标尺测定地面点间距离并将其转化为标准站点坐标信息;在城市中建立起一个基准站;进行地面高程控制网布设,利用地下管线点坐标系统获取地下管段埋深深度,建立起空间三维模型。

在进行RTK管线测绘之前,工作人员应做好前期的测量工作,并根据具体情况选择合适的测量工具。比如:埋设标志、水准仪以及测图软件等。此外还需对仪器设备和相关数据资料进行检查与验证,才能确定其是否符合工程设计要求;对于一些比较重要但是不容易获取到数据信息或者是无法直接获得地下空间位置变化特征点时,必须在施工范围内进行布控。

五、结束语

在城市地下管线建设中,RTK技术以其自身具有的优势:操作简单、精确度高、信息传播速度快、可靠性强等获得广泛青睐。RTK技术能够快速地提供地下管线铺设空间中各个路段、物体的三维坐标,使得地下管线测量工作的效率实现了进一步提升,使得测量成本大大降低。更重要的是保证了测量结果的精确性与可靠性,是当今一种非常科学、简单、实用、可靠的测量技术。但是,在实际运用过程中,依旧出现一些因素导致测量结果有所偏差,因此,RTK技术的研究仍需再接再厉,继续开展深入研究。

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