城镇地下管网规划中GPS—RTK探测技术的应用
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摘要：GPS-RTK测量技术具有操作简单、观测时间短、精确度高以及可以实时提供三维坐标等优点，可以大大提高测量的效率，减轻测量人员的劳动强度，而且其精度完全满足地下管网控制测量的规定，目前被广泛应用于城镇地下管网的规划以及建设中。
中图分类号：P228.4文献标识码：A
1、引言
城镇地下管网承担着一个城镇的信息传递、能源输送以及废物排泄等多方面的功能，它是一个城镇正常地进行生活以及生产的一项基础设施。如果要确保地下管网规划以及建设的可持续发展，那就必须要采用一些新的有效方法和措施。
城镇地下管网的传统规划以及建设主要是应用附合导线和导线网的方法来进行，这种方法不但费工和费时，而且精度的分布非常不均匀。如今可以应用GPS-RTK技术来进行地下管网的规划以及建设，采用GPS-RTK技术可以实时地知道定位精度，而且还可以及时地了解到测量质量的具体情况，从而大大地提高了作业的效率。所以将GPS-RTK技术应用于城镇地下管网的规划以及建设工作中，是一项值得探讨和推广的工作。
2、当前城镇地下管网的规划以及建设现状
地下管网是城镇一项非常重要的基础设施，地下管线可以分为很多种类型，如：污水、通信光缆、燃气管线、给水、雨水以及供电线缆等等。随着城市化进程的不断加快，地下管线的类型也变得越来越多，这么多的地下管线不但给城镇的规划和建设带来了困难，而且还带来了很多矛盾和问题。具体表现为：各种地下管线的专项规划没有做到合理，对指导和控制城镇的建设有所滞后；地下管线的产权不明确，很多管线已重复建设，在建设中的管线对原有管道造成破坏，特别是在一些由政府出资、融资或者是由政府投资的建设项目就更为严重了；地下管线施工复杂，没有进行统一的管理，形成一种各自为政的不良局面。
在城镇地下管网的规划以及建设管理中确实存在着许多问题，虽然导致问题产生的因素有很多，而且这些因素之间的关系也很复杂，但我们不可以一直都停留于问题的表面，我们应该积极和主动地制度相关的管理措施以及管理制度，特别是引进一些先进的技术来进促城镇地下管网的规划和建设往着更好的方向发展。
3、关于GPS-RTK技术的介绍
3.1 GPS系统
在近几年以来，出现了一种新型地下管网规划和建设测量技术（GPS技术），这种新型测量技术网点反应速度快、定位准确而且可以减少管线控制的位点数量。GPS也就是全球定位系统的简称，它是一个可以授时和测距的导航系统，通过信息传递来提供定点的空间信息、空间位置以及空间速度。在一情况下，GPS主要由接受客户终端、监控站以及卫星站三部分组成。其中卫星站的作用就是按照既定的程序进行数据的计算和数据的传输；而监控站的作用就是接受卫星站传来的空间信息，并且对卫星站的工作状况进行监控，监控站在另一方面的作用就是进行数据格式的转换，使数据方便于用户的使用；客户端的作用就是把监控站传来的数据，以图片或者是影像的形式提供给用户进行预览。GPS技术也因为其方便、快速的定点测量以及准确地对放样点的平面位置进行测定的功能，目前被广泛应用于城镇地下管网的规划以及建设中。
3.2 实时的动态定位系统（RTK）
RTK系统主要包括两大部分：基准站和流动站。进行实时动态测量的一个非常重要的保证就是无线数据通讯，其基本原理就是把精度较高的首级控制点作为测量基准点，并且还要配置一台接收机作为参考站，以确保可以对卫星连续地进行观测。接收机可以同时接收由卫星传来的信号和经地无线电设备传送过来的观测数据，经过计算机的计算以及处理以后，就可以获得流动站的三维坐标和测量精度。用户可以利用这个系统对待测点进行实时监控，根据待测点的精度指标可以确定观测的时间，从而减少一些不必要的观测，提高工作的效率。
4、GPS-RTK技术在城镇地下管网规划以及建设中的应用
4.1 GPS-RTK技术的测量实施
（1）基准站的架设工作
基准站是GPS-RTK技术得以实施的首要设备。其主要是做好各种准备工作、星历的预报、收集所需的资料以及提前做好工作计划；在基准站的中间位置安装好GPS接收机，并将其与电瓶、发射电台以及电台天线做好连接，测是天线的高度，设置基准站，将其工作模式设置为RTK模式；输入控制点以及进行坐标转换等。
如果待测的地区中有假定坐标系，而且其大地定向未知，那么坐标的转换参数就可以利用控制点联测法来求解。在一般情况下，GPS-RTK技术是用已知控制点联测方法构造地方坐标系进行坐标的转换，其所测得的结果会由系统自动进行解算转换参数。在完成以上的构建操作步骤以后，系统会自动进行转换参数的求解，这样就可以进行测量操作了。
（2）图根点测量工作
在进行图根点的过程中，为了确保图根点的精度，同一个点要进行两次观测，然后取两次测量结果的中数作为最终的结果，而且两次测量结果之差不可以大于±5cm，满足条件以后才可以进行下一个点的观测。如果出现点位失锁的情况，应该重新初始化，然后再次观测，直至获得固定解。部分控制点可能会因为附近的障碍物较多或者是信号不好的原因导致坐标解算不出来，此时可以把接收机过旁边获得固解以后，再慢慢地把接收机移回原点位上进行测量。
4.2 影响GPS-RTK技术测量精度的因素
当在GPS-RTK停用与地下管网规划和建设的实际操际时，某些外部因素会影响其到精度。具体主要包括以下三个方面：①坐标转换参数的精度，因为坐标转换参数的求解至少需要3个已知的公共点，所以参数的精度不但与在测量区域内所选择的公共点的数量以及位置有关以外，而且还与所选已知公共点的坐标精度密切相关。②外部的作业环境，参考站的位置选择在很大程度上会影响到测量的精度，因此，参考站往往需要远离飞机场、大功率无线电发射台、高压线以及变电站等无线电干扰源，而且还要远离大面积的水域，避免GPS-RTK信号的多路径效应。③人为因素，测量人员对操作流程的不熟练也会影响到测量结果的精度。在实际测量的过程中，如果在显示屏幕上的数据不是固定的记录，这会导致放样点精度的下降，严重时还会造成错误。除此之外，如果接收机天线没有保持垂直大状态，这就会导致测设点坐标精度的下降。而且如果电瓶电量不足，这也会降低测设坐标的精度和可靠性。
4.3 提高GPS-RTK技术测量精度的主要措施
针对影响GPS-RTK技术测量精度的因素，笔者在此提出可以提高GPS-RTK测量精度的几点措施。①参考点尽可能选在比较高的位置，适当地提高基准站天线的高度，还要依据卫星的星历预报，选择卫星数量多、几何图形强度因子小的时间段进行测量；②适当地延长各测量点的观测时间，并且天线要保持垂直，从而保证测设出的数据是固定解；③流动站的测量半径要控制在10km以内，如果想提高测量半径，可以选用定向天线，定向天线能够把信号集中于某一方向，这样主可以明显地提高测量的距离，也可以选择中继站电台的方式，中继站会从基准站接收数据然后马上转发这些数据，这样也可以提高作业的距离。
参考文献：
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