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[摘要]在城市化浪潮席卷全球的背景下，随着城建理论与实践不断的完善、突破以及对安全方面的追求，地下管线的铺设密度越来越大，对地下管线的施工测量技术提出了新的需求。本文介绍现代化城建过程中地下管线测量技术的应用，并对RTK技术的应用以及相关的优势和局限性做了详细的探讨。
[关键词]RTK技术 地下管线 管线测量
[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-171-1
城市环境是加快经济发展的基础，城建工程对地下管线测量技术的要求也越来越高，对管线测量技术的各个方面都提出了新的要求。随着RTK技术的发展和GPS定位精度的提升，在地下管线测量中已经广泛应用了GPS-RTK技术。GPS-RTK定位技术具有多方面的优点，如测定快、精度高、测站间无需通视、技术操作简单、不受气候影响等，RTK技术的应用可以极大地促进城市地下管线测量过程，提高测量效率，降低测量人员工作强度。
1城市建设过程中的地下管线测量技术
1.1地下管线测量的含义与组成
地下管线探测，是集几种学科于一体的综合应用技术，涉及地理学、通信工程、计算机技术、工程测量以及有关市政规划方面的知识。地下管线测量技术主要包括三大部分：即地下管线测绘、地下管线探测以及管线系统建模技术。
1.2地下管线测量的特点与难点
由于城市建设的长期性和复杂性，地下管线的分布往往存在交叉重复多、规划布局乱的特点，同时由于城市地形的复杂程度较高，导致测量选址受到了很大的限制，往往无法直接根据管线布局来选择最佳的观测点，并且需要通过分段测量和累计计算的间接方式得到结果，由此也导致了测量误差会被累积起来，导致最终结果的精确度大大降低。地下管线测量与地面测量工作相比有很多不同，管线深埋于地下，形状和种类都很多，测量工作量繁重。采用传统的全站仪进行采集的方法，需要根据管线分布情况，建立高程控制测量网和测量平面控制网，测量过程中需要3到4个人力，同时还要受到通视状况的限制，测量效率很低。而RTK技术能够很好地解决地下管线测量过程中的困难，在提升测量效率、节约人力、提高测量精度等方面，都有十分重要的意义。
2 RTK技术在地下管线测量过程中的应用
2.1 RTK的原理
RTK-GPS定位技术主要基于载波相位观测值的实时性动态定位手段而实时得到被测站点在参照坐标系中的定位结果，并达到厘米级的精度。
RTK管线测量作业时不需要搭建管线测量平面控制网，只需要直接进行GPS测量数据收集，然后测量数据换算为本地坐标数据即可。同时用RTK技术执行地下管线测量时，受到场地地形的限制较小，对通视条件的要求低，夜晚也可以作业，非常适合做地下管线覆土施工前的测量以及地下管道施工验收性测量。
2.2 RTK测量设备
RTK测量过程主要设备分为基准站和流动站：
2.2.1基准站的组成
GPS信号接收机及其天线设备，用于接收GPS卫星信号，获得实时三维坐标值；无线电传输设备，包括短距电台、蜂窝（手机）通讯模块及无线发射天线，用于发射基站定位无线电信号；电子手簿，用于设置调校基准站和电台及其它设备的各项工作参数。
2.2.2流动站的组成
GPS信号接收机及其天线设备用于接收GPS卫星信号，获得三维坐标值；无线电接收电台及其天线设备用于接收基准站电台发射的无线电信号；电子手簿用于设置调校流动站和接受电台的各项参数，通过手簿进行各项测量工作的控制与执行。
2.3 RTK测量过程
在RTK作业现场，基准站通过无线数据链将观测值和坐标信息发给流动信息接收处理站，流动站同时采集实时的GPS数据，然后结合所有数据进行计算，通过差分校正，输出定位结果，耗时极短。
因为数据采集时间和运算时间均达到了秒级，所以流动站可处于静止或运动状态，基准站和流动站同时获取GPS定位信号，然后将基准站所测得的三维位置与该点已知值进行比较而获得误差值，再去修正动态接收机所测得的实时位置数据。
2.4 RTK-GPS技术的优点
第一，定位精度高，有效测量距离长，流水任务少；第二，受天气状况影响极小，可以全天候条件工作；第三，观测站之间不要求必须通视，减少测量时间与费用，同时使观测点位的选择更为灵活；第四，操作简便，自动化程度高。在测绘定位中测量人员主要的工作劳动是安装并开关机，量取仪器和监视仪器的工作状态，而其它观测工作均由仪器自动完成；第五，观测时间短，随着系统的不断完善，在数据采集中就已经达到了几秒就可以测定一个点位的速度，大大缩短了整个测量施工周期。
2.5 RTK-GPS技术在管线测量中局限性
第一，RTK的基础是GPS定位技术，这就必须要保证对GPS卫星的连续跟踪以及跟踪卫星的数目满足要求，在作业时需要将测量点选在地势高或开阔的地方，有一定的局限性；第二，使用中必须时刻关注各类信号的接收情况，避免发生测量数据的不正确采集，影响测量成果的稳定性，对人员素质要求较高，作业脑力劳动强度大；第三，由于RTK定位较容易受卫星状况、天气状况的影响，故RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪，需要进行差分校准和重复测量校准；第四，RTK系统的各个部件都需要精心保护和经常维护，以确保产生准确无误的测量数据和仪器的长期服役使用。第五，RTK作业模式下，流动站能否持续、稳定地接收基准站播发的无线通讯数据是测量成败的关键。城市中林立的水泥建筑物以及复杂无线电磁干扰环境，会影响RTK作业。随着新的通讯技术（3G、4G）的发展和普及，RTK作业时的无线通讯稳定性有了长足的进步，但是仍然有一定的局限性，要求测量人员具有一定的经验，在作业时通过实际操作提高测量稳定性和成功率。
3结束语
城市地下管线信息在城市规划、建设、管理日常生活已经是不可或缺的一部分，它为城市的正常运作提供了必须的保障。RTK技术在管线测量中应用日趋广泛，通过RTK技术的定位精度高、误差不累积、观测时间短、操作灵活方便以及能实时提供测量点的三维坐标等特点，在生产过程中可以有效提高生产效率，大幅减轻地下管线测量人员的劳动强度。
参考文献
[1]全球定位系统（GPS）测量规范GB18314-2001[S].国家技术监督局.
[2]城市地下管线探测技术规程CJJ61-2003[S].国家技术督局.
[3]徐绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2009.
[4]蔡少辉.RTK技术在城市地下管线测量中的应用[J].江西测绘，2013.
[关键词]RTK技术 地下管线 管线测量
[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-171-1
城市环境是加快经济发展的基础，城建工程对地下管线测量技术的要求也越来越高，对管线测量技术的各个方面都提出了新的要求。随着RTK技术的发展和GPS定位精度的提升，在地下管线测量中已经广泛应用了GPS-RTK技术。GPS-RTK定位技术具有多方面的优点，如测定快、精度高、测站间无需通视、技术操作简单、不受气候影响等，RTK技术的应用可以极大地促进城市地下管线测量过程，提高测量效率，降低测量人员工作强度。
1城市建设过程中的地下管线测量技术
1.1地下管线测量的含义与组成
地下管线探测，是集几种学科于一体的综合应用技术，涉及地理学、通信工程、计算机技术、工程测量以及有关市政规划方面的知识。地下管线测量技术主要包括三大部分：即地下管线测绘、地下管线探测以及管线系统建模技术。
1.2地下管线测量的特点与难点
由于城市建设的长期性和复杂性，地下管线的分布往往存在交叉重复多、规划布局乱的特点，同时由于城市地形的复杂程度较高，导致测量选址受到了很大的限制，往往无法直接根据管线布局来选择最佳的观测点，并且需要通过分段测量和累计计算的间接方式得到结果，由此也导致了测量误差会被累积起来，导致最终结果的精确度大大降低。地下管线测量与地面测量工作相比有很多不同，管线深埋于地下，形状和种类都很多，测量工作量繁重。采用传统的全站仪进行采集的方法，需要根据管线分布情况，建立高程控制测量网和测量平面控制网，测量过程中需要3到4个人力，同时还要受到通视状况的限制，测量效率很低。而RTK技术能够很好地解决地下管线测量过程中的困难，在提升测量效率、节约人力、提高测量精度等方面，都有十分重要的意义。
2 RTK技术在地下管线测量过程中的应用
2.1 RTK的原理
RTK-GPS定位技术主要基于载波相位观测值的实时性动态定位手段而实时得到被测站点在参照坐标系中的定位结果，并达到厘米级的精度。
RTK管线测量作业时不需要搭建管线测量平面控制网，只需要直接进行GPS测量数据收集，然后测量数据换算为本地坐标数据即可。同时用RTK技术执行地下管线测量时，受到场地地形的限制较小，对通视条件的要求低，夜晚也可以作业，非常适合做地下管线覆土施工前的测量以及地下管道施工验收性测量。
2.2 RTK测量设备
RTK测量过程主要设备分为基准站和流动站：
2.2.1基准站的组成
GPS信号接收机及其天线设备，用于接收GPS卫星信号，获得实时三维坐标值；无线电传输设备，包括短距电台、蜂窝（手机）通讯模块及无线发射天线，用于发射基站定位无线电信号；电子手簿，用于设置调校基准站和电台及其它设备的各项工作参数。
2.2.2流动站的组成
GPS信号接收机及其天线设备用于接收GPS卫星信号，获得三维坐标值；无线电接收电台及其天线设备用于接收基准站电台发射的无线电信号；电子手簿用于设置调校流动站和接受电台的各项参数，通过手簿进行各项测量工作的控制与执行。
2.3 RTK测量过程
在RTK作业现场，基准站通过无线数据链将观测值和坐标信息发给流动信息接收处理站，流动站同时采集实时的GPS数据，然后结合所有数据进行计算，通过差分校正，输出定位结果，耗时极短。
因为数据采集时间和运算时间均达到了秒级，所以流动站可处于静止或运动状态，基准站和流动站同时获取GPS定位信号，然后将基准站所测得的三维位置与该点已知值进行比较而获得误差值，再去修正动态接收机所测得的实时位置数据。
2.4 RTK-GPS技术的优点
第一，定位精度高，有效测量距离长，流水任务少；第二，受天气状况影响极小，可以全天候条件工作；第三，观测站之间不要求必须通视，减少测量时间与费用，同时使观测点位的选择更为灵活；第四，操作简便，自动化程度高。在测绘定位中测量人员主要的工作劳动是安装并开关机，量取仪器和监视仪器的工作状态，而其它观测工作均由仪器自动完成；第五，观测时间短，随着系统的不断完善，在数据采集中就已经达到了几秒就可以测定一个点位的速度，大大缩短了整个测量施工周期。
2.5 RTK-GPS技术在管线测量中局限性
第一，RTK的基础是GPS定位技术，这就必须要保证对GPS卫星的连续跟踪以及跟踪卫星的数目满足要求，在作业时需要将测量点选在地势高或开阔的地方，有一定的局限性；第二，使用中必须时刻关注各类信号的接收情况，避免发生测量数据的不正确采集，影响测量成果的稳定性，对人员素质要求较高，作业脑力劳动强度大；第三，由于RTK定位较容易受卫星状况、天气状况的影响，故RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪，需要进行差分校准和重复测量校准；第四，RTK系统的各个部件都需要精心保护和经常维护，以确保产生准确无误的测量数据和仪器的长期服役使用。第五，RTK作业模式下，流动站能否持续、稳定地接收基准站播发的无线通讯数据是测量成败的关键。城市中林立的水泥建筑物以及复杂无线电磁干扰环境，会影响RTK作业。随着新的通讯技术（3G、4G）的发展和普及，RTK作业时的无线通讯稳定性有了长足的进步，但是仍然有一定的局限性，要求测量人员具有一定的经验，在作业时通过实际操作提高测量稳定性和成功率。
3结束语
城市地下管线信息在城市规划、建设、管理日常生活已经是不可或缺的一部分，它为城市的正常运作提供了必须的保障。RTK技术在管线测量中应用日趋广泛，通过RTK技术的定位精度高、误差不累积、观测时间短、操作灵活方便以及能实时提供测量点的三维坐标等特点，在生产过程中可以有效提高生产效率，大幅减轻地下管线测量人员的劳动强度。
参考文献
[1]全球定位系统（GPS）测量规范GB18314-2001[S].国家技术监督局.
[2]城市地下管线探测技术规程CJJ61-2003[S].国家技术督局.
[3]徐绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2009.
[4]蔡少辉.RTK技术在城市地下管线测量中的应用[J].江西测绘，2013.