RTK技术在管道线路工程中的应用 Summary:本文深度探讨了基于GPS-RTK技术在管道线路工程中的应用,全文描述了详细的RTK的优点缺点,质量控制和作业步骤,并且对后期数据处理做了详细的阐述Keys:GPS-RTK技术;线路工程;作业步骤;数据处理前言RTK(RealTimeKinematic)技术是GPS测量技术发展里程中的一个标志,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度RTK技术应用于线路测量中,可实现管道线路测量的一次性定位,并可保证工程质量,提高工作效率1RTK技术路中的应用测量工作是管道线路工程建设前期的一项重要工作,在石油天然气管道的前期勘测设计、土地征用、基础开挖、施工安装及后期维护检测方面,测量工作都起着重要的作用RTK的出现使工程测量工作方式发生了重大变化RTK路中的应用主要用于定线,定位,直线桩位的放样,另外还有线路坐标的采集RTK最主要的两大功能就是工程放样和实时测量,它路测量中发挥着巨大作用2RTK技术分析2.1RTK技术原理RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。
在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果2.2RTK技术的优点(1)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级2)作业效率高在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完5km半径左右的测区,仅需一人操作,在一般的环境下几秒钟即得一点坐标,提高了测量效率3)操作简便、数据处理能力强南方测绘RTK的基准站无需任何设置,移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信4)降低了作业条件要求RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足电磁波通视和对天基本通视因此,只要满足RTK的基本工作条件,它也能轻松地进行快速的高精度定位作业2.3RTK测量的质量控制RTK虽然在很多方面都很突出,但在准确度方面和GPS静态测量相比要差很多,所以必须进行质量控制质量控制方法如下:(1)己知点校正法:即在布测控制网时用RTK多测出一些高精度控制点,然后用RTK测出这些控制点的坐标进行校正。
2)重测比较法:每次初始化成功后,先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点,确认无误后才进行RTK测量以上方法中,最可靠的是已知点校正法,但控制点的数量总是有限的,所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果3线路测量应用及数据处理本文以大庆油田油建二公司第十一项目部于2014年11月至2015年5月利用南方测绘RTK仪器进行马惠线路工程的定位工作为例3.1工程概况该管道所经区域地处黄土高原边缘及白于山山前冲积平原区,沿线沟壑纵横,山势陡峭,常规测量方法不能保证准确度,且工作量很大所以该线路用RTK进行定位测量3.2设备配置南方测绘RTK仪器一套包括基准站一台、移动站一台、手簿一台、电台1个、三脚架两个和蓄电池一个3.3作业步骤3.3.1基准站的操作将基准站架设在比较快阔的地带,这里基准站是架在未知点上面,将基准站切换成基准站模式,并使用内置电台模块发射差分信号开机,等待卫星足够基准站就会开始工作,基准站开始工作后TX灯和DATA灯会闪烁来判断是否发射3.3.2移动站和手簿的操作移动站操作:将移动站架设在碳纤杆上,安装好天线,将移动站切换成移动站模式开机手簿操作:按电源键开机,等待出现桌面。
点击开始,设置,控制面板,电源,内建设备,启用蓝牙无线(一般出厂时已经设置)打开工程之星,工程之星有工程、设置、测量、工具、关于5个下拉菜单,状态后面是卫星个数,状态分:无数据(蓝牙不通)、无效解(无卫星或者卫星少于四颗)、单点解(无差分信号)、差分解(米级精度)、浮点解(亚米精度)、固定解(厘米精度)打开工程之星后,等待手簿与主机蓝牙连接在使用电台时,电台通道与基站通道必须一致,如果不一致可以点击电台上的按钮来切换查看数据,当已经达到固定解状态以后进行单点校正将移动站移动到K8-279校正点,在工具下面选择校正向导,选则基准站架在未知点,输入K8-279的已知坐标,输入相匹配的机器的杆高1.8m,校正,确定,校正完成注意,基准站一旦关机,就需要重新找已知点校正)3.3.3数据采集校正后,我们就可以拿着移动站和手簿进行数据采集了这里以AC280-AC281为例首先,将移动站架在所需采集焊口的中央,依次点击“测量”“点测量”一边手持手簿,一边眼睛观察移动站上的水泡,当水泡居中时,迅速点击保存然后输入名称AC280-001,输入所对应的杆高1.4m,点击右上角“OK”这样我们就可以进行下一道焊口的数据采集了。
当管沟太深,导致信号为浮点解或者单点解时,我们要加长杆高,如将杆高伸长到2.0m,此时保存坐标时的杆高也要为2.0m,保持一致3.4数据处理打开手簿,点击“工程之星”,进入界面后点击“输入”,再点击输入一栏中的“坐标库管理”,进入坐标库界面点击左下角的“文件”,“导出”,这时会出现导出的界面点击成果文件,输入要保存的文件的名称20150501,确定在出现的新界面里点击“导出所有点坐标”,保存记住保存路径退出工程之星,返回桌面,双击右下角蓝牙,扫描设备,出现我们所需连接的电脑HP,点击后会出现一列菜单,选择“文件传输服务”,双击这时会让我们选择所要导出文件的所在路径,找到我们之前保存文件的路径,选择文件20150501,点击“OK”,这时会通过蓝牙进行文件传输,屏幕上会显示进度条当提示文件传输完成时,点击“OK”,数据导入完成将坐标导出到电脑后需要进行转换导入到CAD绘图中在电脑中的坐标为文本文档txt格式打开CAD,选择测量,点击展点绘线,把整理的txt文件导入,展绘这样我们采集的坐标就显示在CAD图纸中了4结论RTK能够实时提供三维坐标,可以全天候作业,作业时不要求点见互相通视,在地形复杂地区更能体现其优势。
在管道线路工程中使用RTK测量不但可以提高作业速度和质量,而且还可以优化路径方案,具有十分明显的经济效益Reference:[1]黄劲松,魏二虎.GPS测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2004.[2]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用[M],2005.[3]柳响林,张志勋.GPSRTK技术及其路测量中的应用[J].科技创新导报,2000(2). -全文完-。