GPS-RTK和数字测量在管线测量中应用分析与研究
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RTK技术结合探管仪在石油管线探测中的应用摘要:阐述了基于CORS系统的RTK技术的工作原理和技术特点,结合实例介绍了RTK技术和RD—PCM探测仪在长途输油管线探测中,相互配合,同探同测极大地提高工作效率的应用方法。
关键词: RD-PCM VRS技术CORS系统磁力仪接收机随着GPS技术的快速发展,卫星定位连续运行基准站网(CORS)已经成为城市的重要基础设施,RTK技术凭借其灵活、实时和高效的特点已在城市测量中得到普遍应用。
石油输送管线在经过大城市时一般选择远离闹市区躲开高大建筑群,线路单一,距离较长。
这些特点正是应用RTK测量的有利条件,RTK结合管线探测仪在线路探测过程中同时进行定位,极大地提高了工作效率,起到了事半功倍的效果。
1 基于CORS系统的RTK技术概述网络RTK根据其结算模式可分为单基站RTK技术、虚拟基站技术(VRS)和主副站技术三种。
VRS技术是目前网络RTK技术的代表。
它是利用地面布设的多个参考站组成GPS连续运行基准站网(CORS),数据中心通过组合所有基准站的观测信息,确定整个CORS覆盖区域的电离层误差、对流层误差、轨道误差模型等。
作业时通过GPRS或CDMA无线通信网络向数据中心发送服务请求,并将流动站概略坐标传给数据中心,数据中心根据观测数据及误差模型生成一个物理上并不存在的虚拟基准站,然后流动站与虚拟站进行载波相位差分改正,实现实时RTK 测量。
2 RTK技术特点和使用2.1 RTK技术特点RTK技术可以进行全天候作业,不受时间的限制,在很大程度上提高了城市测量的效率。
单个流动站进行作业,没有传统测量通视条件的限制,只要在CORS网覆盖范围内均可以实施测量,受外界干扰的影响非常小。
它的定位精准度高,平面一般可达到1-2厘米,高程精度也能达到5厘米,没有误差积累。
完全可以满足一般城市工程测量的精度要求。
2.2 RTK的使用基于网络的RTK系统包括四个部分:基准站网,数据控制中心,数据通信线路和用户流动站部分。
工程测量中RTK技术应用与比较阐述一、前言随着我国国民经济的快速增长,工程建设迎来前所末有的发展机遇,这就对勘测设计提出了更高的要求。
目前工程设计中,建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链,实现“内外业一体化”的要求,是工程勘测设计技术发展的趋势。
随着电子经纬仪、测距仪、全站仪等仪器的不断发展与完善,测量技术不断提高。
但还受通视及作业条件限制,作业强度还较大,效率较低。
实时动态定位(RTK)技术以其快速、高效、灵活、误差不积累等特点将在测量中被广泛的应用。
二、RTK技术简介实时动态定位技术(Real Time Kinematic 简称RTK)是GPS测量技术与数据传输技术相结合的系统,又称载波相位差分技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。
载波相位差分方法有改正法及差分法。
改正法是将基准站所计算的载波相位改正数发给流动站,改正流动站所测的载波相位并结算出该点的坐标。
差分法则是将基准站所测量的观测数据实时的发送给流动站GPS接收机,流动站快速结算出所接受各颗卫星的整周模糊度,通过计算获取点位坐标。
实时动态定位技术由基准站和流动站组成,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台GPS接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,计算机根据相对定位的原理实时计算出流动站的三维坐标。
随着科技的不断进步,RTK测量技术与当代通讯技术的结合,逐步能够利用网络传输数据,成为网络RTK,网络RTK的发展使得RTK技术进入了一个新的阶段,使用该系统用户只需购置一台GPS接收机即可完成作业。
三、RTK技术在测量中的应用RTK技术在控制测量、碎步测量、施工放样、水下测量等领域得到广阔应用。
控制测量控制测量是工程建设、管理和维护的基础,控制网的网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。
城市控制网具有面积大、精度高、使用频繁等特点。
GPS RTK2 4转换参数由于GPS RTK获得的是WGS-84坐标,按城市地下管线探测技术规程规定必须转换成1980西安坐标系与当地城市平面坐标系统相一致。
因此要进行坐标转换。
转换参数所需要的的平面控制点一般需要三个以上采用七参数方法转换,高程控制点一般四个以上。
控制点应以能覆盖整个测区为原则,最好均匀分布[1]。
当参与转换的公共点为四个或四个以上时,则转换参数存在残差。
为了描述观测值误差与残差之间的关系,我们采用平差系统的线性Gauss-Markov模型[2],即4 RTK在地下管线测量中的优劣分析4 1优势方面(1)GPS RTK可以全天候作业,不受视线影响。
测区范围内路边绿化多为灌木,通视条件较差,GPSRTK可以无需通视远距离测量,明显提高效率。
(2)使用GPS RTK可以在D级GPS点的基础上直接进行地下管线点数据采集,减少了全站仪数据采集中的导线、图根控制测量环节,节省了大量的人力物力。
(3)使用GPS RTK测量点位精度分布均匀,每个点的误差均是随机产生的,不像传统测量那样产生误差累积,精度较高,成果可靠,能满足城市地下管线探测技术规程要求。
4 2劣势方面(1)GPS RTK测量对测区环境有一定的要求,复杂地形条件下,容易造成卫星信号失锁,无线电信号通讯困难。
电磁波辐射源、大面积水域等因素可能影响RTK测量效果。
(2)移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径,随着作业半径的增大,GPS RTK精度及稳定性降低。
(3)PDOP值对GPS RTK的测量精度及稳定性有一定的影响,PDOP值过大将会导致仪器不能正常工作。
(4)GPS RTK测量成果容易产生粗差,在实际应用中应该测量两次,取平均值使用,以保证成果的可靠性。
5结语利用GPS RTK技术测量精度高,可以达到厘米级精度,且不累计传递误差,观测时间短并可实时提供三维坐标,完全可以满足地下管线点测量精度,同时,操作简单方便,可以极大提高工作效率,从而节约了时间,提高了经济效率。
浅谈GPS技术在公路工程线路控制测量中的应用摘要:目前,全球定位系统(gps)技术由于具有速度快、精度高、经济效率明显等特点,从而在道路工程测量控制中得到广泛地使用及推广。
文章主要结合工程实例,针对gps技术在公路工程测线路测量控制中的应用进行了探讨与研究,以供大家参考。
关键词:公路工程;rtk技术;线路控制测量;应用中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:gps技术已经被广泛使用于线路控制测量,它具有无与伦比的专业知识,在传统的测量技术中具有的优势有速度快、精度高、不要求点间的通视等。
但是,gps技术在应用时,必须充分考虑目标的道路蜿蜒曲折的超薄工程结构的特点,高等级公路往往是几百公里长,甚至数千公里,测量和控制其既定的点该行之后,必须通过全方位测量,控制点必须是可靠的,并且需要更高的点与点之间的相对精度。
公路干线gps控制网测量方案基本上包括两个方面:第一,所有的控制点的所有路由使用全球定位系统(gps)技术测量沿纵向设施每500~1000m奠定了gps点,纵向沿规定的路线上的gps点(包括一对点,控制点和定向点),每隔5~10km的路由控制点,在此基础上,对光电测距导线加密。
1 工程概况某市政公路,全长8.520公里。
对k52+516~k54+190段1.674公里采取乳化沥青冷再生大修方案,路面结构为10cm乳化沥青冷再生基层+粘层+4cmac-16中粒式沥青混凝土面层;对k54+700~k60+600段5.42公里旧路病害处理后,重铺4cmac-16中粒式沥青混凝土面层。
在这过程中需要该路段进行工程测量,以保障线路的控制。
2 rtk技术的原理及应用2.1 rtk原理载波相位观测值rtk定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它可以实时测点在指定坐标系中的三维定位,并达到厘米级的精度。
rtk作业模式下,并提出意见和测站坐标信息发送到流动站通过数据链路基站。
流动站,不仅可以通过数据链路从基站接收到数据,还可以收集gps数据和差分观测系统的实时处理,给出厘米级定位,历时不超过1秒。
RTK测量系统在城镇燃气管道的应用摘要:RTK技术是一种测绘技术,集成了卫星定位系统和数据链系统,能够为用户提供高精度定位服务。
目前,RTK技术已在管网可行性研究、设计、施工、投产、运营全生命周期的各个阶段得到初步应用,产生了一定的经济和社会效益。
本文以RTK测量系统为出发点,探索RTK技术与城镇燃气管网数字化建设的结合点,并分析了RTK测量系统在城镇燃气管道管理中的应用措施。
关键词:RTK测量系统;城镇;燃气管道;管理引言与传统的测绘技术相比,RTK测量系统不仅操作较为简单,易于测绘人员掌握,而且还具有测量效率高等特点。
这也是RTK测量系统被测绘人员所青睐的主要原因。
RTK测量系统的使用对测绘单位来说不仅能有效降低测绘成本,而且还能推动城镇燃气管道建设的整体进度,因此测绘单位应该充分利用这一技术,使其为自身的发展发挥更大的作用。
要想在城镇燃气管道测绘中利用好这项测绘技术,就需要对其进行深入分析,明确它的特点以及具体应用,这样在实际应用时才能最大化地发挥出RTK测量系统的价值。
1RTK测量系统概述在当前的城镇燃气管道建设中,测绘是一项重要的内容。
为了提高城镇燃气管道测绘的质量,就需要先进的测绘技术提供支持,比如RTK测量系统。
RTK测量系统的使用原理就是在充分利用载波相位观测值的基础上进行相应动态性和实时性的定位技术。
当测绘施工人员利用RTK测量系统开展工作时会实时获得观测点的具体坐标,而且坐标位置的精确度较高,能够精确到CM级别的程度。
RTK测量系统这种高精度的实时测量效果主要是由先进的科学技术支撑的,比如传输数据系统、计算机处理系统以及GPS接收系统等。
各个组成部分发挥着不同的作用,比如对数据传输系统来说,这是整个系统的基础。
这个基础系统主要包括基准站点和接收系统,然后经过GPS接收系统来获得数据。
完成这一步操作后,测量的数据会高效率地传到计算机系统,接下来再进行后期的数据处理工作。
RTK测量系统发展到目前的水平在很大程度上体现出了GPS定位技术的再发展。
工程测量专业函授毕业论文RTK技术在线路测量中的应用目录摘要 (3)第一章绪论 (4)第二章RTK技术分析 (4)2.1 RTK技术原理 (4)2.2 RTK技术的优点和缺点 (6)2.3 RTK的误差特性及其解决办法 (7)2.4 RTK测量成果的质量控制 (10)2.5 RTK的优化布测方法 (11)第三章线路测量应用实例及分析 (11)3.1 工程概况 (11)3.2 设备配置 (12)3.3 作业方法 (12)3.4 测量精度统计及分析 (13)第四章结论与建议 (14)4.1 结论 (14)4.2 实际工作中应注意的问题及建议 (15)摘要随着全球定位系统( GPS) 技术的快速发展,测绘行业正面临着一场意义深远的变革,而测绘领域也由此步入了一个崭新的时代。
RTK(Real Time Kinematic) 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。
由于RTK测量技术的精度高、实时性和高效性,使得其在测绘领域的应用越来越广。
RTK技术应用于线路测量中,与航测方法相结合, 可真正实现送电线路测量的一次性终勘定位, 并可保证工程质量, 大大提高工作效率, 减少青苗砍伐和环境破坏, 降低工程成本, 减少野外劳动强度,取得好的社会效率和经济效益。
关键词:RTK技术;精度;线路测量第一章绪论随着全球定位系统( GPS) 技术的快速发展,测绘行业正面临着一场意义深远的变革,而测绘领域也由此步入了一个崭新的时代,RTK(Real Time Kinematic) 技术是GPS 测量技术发展里程中的一个标志.在RTK以前的定位技术如静态、快速静态、准动态、动态等定位方法都是测后进行事后处理来求出结果, 野外作业人员不能实时得到结果, 这样就不能进行质量控制, 也就有可能在次日或几天后因质量问题而进行返测, 从而使作业人员在野外实测时为了保证精度和质量而延长观测时间以获得大量的多余观测值, 造成了人力、物力、财力上的浪费, 影响了工期及经济效益。
GPS-RTK和数字测量在管线测量中应用分析与研究[摘要] 通过对阿尔及利亚zouia输水工程项目中输送管线测量应用实例分析,对gps rtk和全站仪在线路中的数字测量技术和项目施工管理提出了具体有益的结论和建议。
[关键词] 线路测量gps测量管线测量数字测量引言zouia水源地位于阿尔及利亚与摩洛哥边境交界处,此处地下水丰富,是阿尔及利亚西部为数不多的主要生活饮用地下水源地之一。
zouia输水工程项目输送目的地主要是内陆的特莱姆森省及周边地区,该项目监理单位是阿尔及利亚水利工程与技术咨询公司(cth),该工程有关地形图测量由cth联合我驻阿单位进行共同测量,包括海水淡化厂开工自来水输送管线1:2000比例尺带状地形图测量、bouhlou站址1:200比例尺地形图测量及输水线路纵断面图测量三部分内容,采用gps和全站仪等数字测量软硬件技术进行了联合施测。
1. 作业依据①业主提供的《zouia输水工程项目输水管线及bouhlou站址地形测量工作要求》;②业主提供的测量范围书《scope of work for topographical survey for pipeline routes》;③中华人民共和国标准《全球定位系统(gps)测量规范》(gb/t 18314-2001);④中华人民共和国标准《工程测量规范》(gb 50026-93);⑤中华人民共和国标准《国家三、四等水准测量规范》(gb 12898-91);⑥阿尔及利亚国当地的有关法律、法规及标准;2. 测区已有资料和利用已知点情况2.1 测区已有资料。
在该管线附近有ogm3-2、d41两个d级gps 已有测量控制点,标石保存完好。
该已知d级gps控制网(点)的验算及平差后的精度。
上述两个d级gps控制点的坐标和高程精度可满足该管线e级gps 控制网的起算点精度要求。
2.2 利用已有资料情况2.2.1参考坐标系统。
本地区所采用的平面坐标系统为clarke-1880施工坐标系统(3e+)。
2.2.2 高程系统。
采用地中海高程系统,具体为平均海拔高(m.s.l.)。
2.2.3 wgs-84到施工坐标系统(3e+)七参数的求解。
使用临近的已有的输送管线线路测量项目的已有基准转换参数。
本测区平面及高程控制测量采用gps-rtk的方法施测。
3. 平面与高程控制测量3.1 e级控制网的布设。
e级gps控制点在d级gps控制点下按设计管线的转点桩布设,并在bouhlou站址附近布设了两个施工控制点。
3.2 e级gps控制点的测量方法。
本测区e级gps控制点采用gps-rtk的方法施测。
gps-rtk有一个参考站和数个流动站组成,参考站设在d级gps控制点上实时接收gps卫星信号并进行载波相位和伪距测量,通过数据链实时将参考站的精确坐标、观测值、卫星运行情况以及参考站的工作状态发送给流动站。
流动站在接收gps卫星信号并进行载波相位和伪距测量的同时,实时接收参考站的观测值和其他相关数据,利用gps控制器内置的实时处理软件,实时地解算出参考站到流动站间的基线向量和流动站的点位坐标。
本测区采用南方生产的天王星9800gps-rtk双频接收机观测,该仪器动态测量的标称精度平面为:1cm+1ppm×d,高程为:2cm+1ppm×d;作业模式为1+2即一台参考站2台流动站。
3.3 参考站的选择。
参考站选在地势较高、交通方便、周围无高大障碍物、无大功率发射源(如电视台、微波站、无线电发射站等)和高压输电设备以及影响gps信号接收的反射物(如大面积水域、大型建筑物)并有利于卫星信号的接收和电台发射的d级gps控制点上。
本测区采用ogm3-2作为参考站。
3.4 观测。
观测前首先将七参数、已知点坐标和待测点精度要求(平面按e级gps控制点的精度设置,高程按三角高程的精度设置)输入流动站终端(手簿)内;观测时,将流动站对中杆扶直、扶稳,以保证其接收信号的稳定性;当流动站终端(手簿)上显示的点位中误差符合要求后进行坐标数据的存贮,然后迁至下一站。
每个e级gps 点独立(关机或卫星失锁)观测两次,取中数作为该点的最终成果。
为确保e级gps点的精度,在作业的过程中对d级gps控制点d41进行了检测,其坐标较差为δx=1.2cm、δy=2.0cm、δh=2.6cm。
该测区e级gps控制点两次测量较差参考站到流动站的距离最大为7.0km。
3.5 数据处理。
外业观测结束后,将流动站终端(手簿)中采集的数据传送到经过鉴定的“data tansfer”数据处理器中,然后按施工坐标系(3e+)成果输出。
3.6 高程控制测量,本测区e级控制点的高程采用水准仪作业模式,并要根据工程需要沿线加设次级水准控制点。
4. 管线中线定位及中线桩放样数字测量管线中线桩的定位及放样采用天王星9800gps-rtk双频双频接收机放样,作业模式为1+2。
基准转换所使用的参数与e级gps测量相同,放样点的精度为±0.05m,基准站到放样点的距离最大为7.0km。
放样点的坐标由bouhlou站址起原则上每200m一点,当地形起伏较大时适当加密,本测区共计放样中线桩45点。
为便于后续测图,在放样中线桩的同时用gps-rtk的方法施测了中线桩点位的高程(这样中线桩就可以作为图根点使用),图根控制点的平面坐标和高程成果取值精确至0.01m。
5. 带状地形图和纵断面图数字测量采用拓普康全站仪极坐标测记法施测出数字带状地形图和纵断面图。
外业数据直接存入全站仪内存中,然后传输至计算机中,进行计算机辅助成图。
外业测绘时同时绘出草图,对各种地物、地貌特征点顺序编号。
所标注的测点编号与仪器内的记录号相对应,草图上注明各种地物名称和地物属性,对地形要素之间的相互关系标注清楚后,对相关同类地物做出编辑处理,然后内业编辑成图。
测绘碎部点时,由全站仪进行数据的数字测量及存储,现场计算出测点的三维坐标。
其中水平角、竖直角、距离的观测值限差,全站仪可自动严格按规范技术指标要求执行,杜绝了数据传输、计算上的错误。
在进行纵断面图测量时,对沿线路走向和与线路交叉的地下电缆、天然气管线、水线等进行了探测,测量定位了地下管线的走向和深度。
6. bouhlou站址数字地形测量采用全站仪极坐标测记法施测数字地形图,地形点的间距为10m,等高距为0.5米。
7. 内业成图内业成图采用中国南方测绘仪器公司开发的cass5.1绘图编辑软件配合绘图机输出。
内业成图中的地物、地貌的显示原则及整饰、注记的方法均按有关规范和图式要求执行,由于甲方要求为法语,所以又将图件中的中文标注全部翻译成法语。
8. 结论①过以上分析,并且通过对带状地形图和纵断面图等的质量检查,确定该测量工程成果质量可靠、精度优良,完全满足今后规划设计及施工的需要。
②在进行静态gps外业观测过程时应严格按照有关规范中的操作规程进行,尤其注意:每一观测时段,接收机不得关闭和重新启动;不准中途改变卫星高度角的限值和天线高,不得碰动天线和阻挡信号;应在每观测时段前后量取天线高各1次取平均值等。
③rtk在树多、靠近房屋的地方接受信号难,固定太慢,此时除要尽量使rtk基准站立在较为有利的地方外,若用全站仪与gps rtk 技术联合作业,可以优势互补,大大提高作业效率。
④一般要求rtk 在一个工作区域范围内至少有4个校正点,而且最好使工作区域包含在校正点所形成的区域内,因在之外的工作区域测量精度会有所降低,随距离渐降。
还有,校正点宜尽量在工作区域内分布均匀。
⑤gps得到的是大地高,而实际采用的是正常高。
需要将大地高转化为正常高。
而测区的高程异常是未知数,且高程异常的变化较复杂,特别在山区精度差。
此外,线路要求约每隔4公里设置水准点,而有些环境不能满足gps观测的条件,采用高程拟合的方法拟合的高程精度不能得保证,完全用gps替代等级水准难度度,因此本次作业采用水准测量获取高程成果。
⑥经实地测量比较,采用gps高程测量可部分代替线路测量中的山地或丘陵等困难地区及常规的跨越障碍的高程测量。
⑦对交叉跨越物进行测量,可利用rtk设备放样指示功能确定施工线路同被跨越物的走向范围等,按技术要求的允许跨越距离,通过采集偏移数据,对跨越物碎部点测量,可计算出跨越物是否拆除及拆除面积等。
⑧内外业质量检查应包括数学基础(图廓点、公里网交点、控制点等)检查、平面和高程精度检查、接边精度的检测、属性精度的检测、逻辑一致性检测、整饰质量检查及附件质量检查等全部规范要求的内容。
检测结果应建立并保留可靠的质量统计表格和野外检测报告。
⑨在进行坐标和高程系统转换时,应首先按照已知点资料和业主的技术要求检测已知点的可靠性;并在有条件时联测当地国家或地方坐标系统的高精度的测量控制点,最后应提交至少包括wgs-84及当地坐标和高程系统两套成果;若在无控制点区域,应尽量采用全球通用坐标系统wgs-84及符合当地国家的投影方式来设置站址坐标系,以方便今后长远扩建发展使用。
⑩在进行线路测量时,应充分利用先进的手持、静态、动态的gps 和对讲机及全站仪等数字测量软硬件技术优势,尤其是其测图及施工放样功能,这样能显著地提高作业质量和效率。
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