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摘要：完整、准确且又科学合理的城市地下管线是城市各项工作如建设、管理、施工和规划、设计等顺利进行的保障。这就需要我们必须充分掌握城市地下管线的现状，对城市地下管线的现状的了解就需要对地下管线进行测量与探测。本文在此背景下探讨GPS RTK技术在城市地下管线测量中的应用。
关键词：GPS RTK技术；城市地下管线；测量；应用
中图分类号：TU990文献标识码： A 文章编号：
在城市的等级水准点和导线点的基础上展开的地下管线点的高程测量和平面位置测量以及图根控制测量等都被叫做地下管线测量，通常情况下会使用GPS RTK技术来完成。城市地下管线分布零散，大多位于厂矿院内、绿化带或者是道路旁边，通视条件比较差，采用传统探测方法工作效率较低。而GPS RTK技术在城市地下管线测量中的运用，能够解决长距离导线测量所带来的误差以及工作中的已知点不通视的问题，大大提高工作效率。
GPS RTK技术在城市地下管线测量中的应用
收集资料。在本次测量中收集了测图时需要用到的6个D级GPS 点、开发区1:500比例的地形图以及在城市地下管线探查阶段进行绘制的管线分布草图。收集的地图资料使用1985国家高程基准以及1980西安坐标系，提供的GPS点都联测三等水准。
流动站的作业环境要求。在进行城市地下管线测量工作时，应该尽量避免在通讯线下、高壓线下、树丛中或者是比较密集的楼群中使用流动站。流动站必须在同时接收到5颗卫星的情况下才可以使用。由于流动站和基准站之间的距离会影响GPS RTK技术的精度和稳定性，流动站和基准站之间的距离越大，GPS RTK技术的精度和稳定性就越小，二者成反比例关系，因此，如果想要提高GPS RTK技术的精度，则必须缩小作业半径，一般情况下，保持作业半径在5千米以下即可。
设置基准站。明确流动站的作业环境要求之后就开始基准站的选择和设置工作。首先，在GPS天线平面十五度倾角往上没有成片的障碍区会阻挡卫星信号，因此，在这个方位选择基准站较为合适，没有高大的建筑物阻挡，基准站到测区的视野较为开阔。基准站的设置要远离高压线、微波站等电磁波的辐射源，以免造成信号干扰和阻挡。通常情况下，基准站的架设分为两种方案，一种是架设于已知点上，另外一种则是架设于未知点上。这两种方案相比较，架设于未知点上相较而言灵活性更大，在实际测量工作中可以随时根据外界环境和地形条件等来进行选择科学合理的架设位置，基于此，我们一般情况下会选择第二种方案，即架设于未知点上。
参数的转换。GPS RTK技术一般情况下获取的坐标是WGS-84，而根据《城市地下管线探测技术规程》的规定获得的WGS-84坐标必须要转换为与当地城市的平面坐标一样的1980西安坐标系，这就需要我们进行转换坐标参数。参数的转换一般使用七参数方法，在转换坐标时需要的平面控制点最好能够均匀分布且能够覆盖整个探测区域，平面控制点通常最少需要3个，要确保高程控制点保持在4个以上。如果出现参与转换的公共点大于4个的情况，那么这种转化就存在残差现象。这就需要我们使用平差系统线性模式来描述残差与观测值误差之间的关系。
测量管线点。直接使用GPS RTK技术来测量城市地下管线点。最好在卫星数大于等于5颗时，且在卫星时段较好的时候使用用GPS RTK技术进行测量，确保每次测量都有独立的2次，保证其高差较差和平面较差在5厘米以下，如果高差较差和平面较差在5厘米以上，则需要重新测量。不仅要记载使用GPS RTK技术测量的三维坐标成果，还需要对原始的观察数据进行详细的记载。针对不能够满足GPS RTK探测技术进行探测收集数据条件的一些城市地下管线，可以使用GPS RTK技术测量模式建立相应的图根控制点，然后再选用全站仪展开碎部点的采集数据工作。需要注意的是为了全站仪能够测站和定向检查，需要以点组的形式布置图跟点，每组包括3个两两相互通视的图跟点或者2个图跟点组成。GPS RTK技术在任何比较开阔的区域都能够准确快速地建立图根控制点，而不用展开常规的导线图根测量工作，能够在最大程度上减少误差，进而提高城市地下管线的测量精确度，提高工作效率，因此，GPS RTK技术能够切实发挥自身的优势。
二、GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用的优劣势分析
劣势方面。
受时间和环境因素的影响较大。GPS RTK技术在白天中午进行测量时，会受到电离层的干扰，且干扰影响较大，公用卫星数少，频繁发生收不到五颗卫星的情况，这就使得测量得不到固定解，工作成效不大。有时可能会受到卫星参数调整的限制，卫星信号的不稳定致使测量数据的异常波动较大。
受测量区域地理环境的影响较大。一般情况下，城市道路的两侧大多为大厦高楼，在使用GPS RTK技术进行测量工作的时候，大厦高楼有可能会阻挡卫星信号，致使流动站难以接收到五颗或者五颗以上的GPS卫星信号，甚至有时候可能会出现测量误差，导致工作效果大打折扣。与此同时，因为受到各种高频信号源和各大高层建筑的干扰，流动站和基准站之间的数据可能在传输过程中出现严重的衰减情况，影响作业半径和作业精度，不利于城市地下管线测量工作的顺利开展。基于以上条件的限制，建议不要在多高楼层以及道路较窄的区域使用GPS RTK技术进行城市地下管线测量工作。
测量误差较多。在城市地下管线测量工作中使用GPS RTK技术可能会在PTK定位中产生很多误差，比如传播延迟误差、天线误差、电离层误差、基准站的位置误差、对流层误差、星历误差、环境造成的误差以及卫星钟误差等等。这些误差中有些误差可以通过对作业半径的有效控制以及使用差分技术进行消除，但有些误差是我们目前使用任何技术都无法消除的，只能采取一些合理的措施减小这部分误差。无法消除的误差为天线误差、基准站的位置误差以及环境造成的误差。
针对天线误差必须进行天线校正。理论上天线的几何中心和相位中心应该保持一致，但在实际中天线的相位中心一直在变化，相位中心的变化随着高度角、方位角以及信号的频率在不断变化，由于这种变化导致的误差最少能达到三厘米。这就使得实际工作中天线的几何中心和相位中心不会重合，因此，在使用GPS RTK技术进行城市地下管线测量工作之前必须要进行天线校正工作。
基准站的位置误差通常情况下是由量取天线高以及基准站天线置平和对中所造成的。针对基准站的位置误差需要在架设基准站时认真量取天线高，注意精确对中，以减小磁部分的误差。
由于受到天线周围环境的影响，在使用GPS RTK技术进行地下管线测量时非常容易产生多路径误差，一般情况下多路径误差仅为几厘米，但有的时候也可能在十厘米以上。此外，高压线、雷达装置以及无线电发射源等产生的电磁波信号可能都会影响测量数据的准确性，出现一定的误差。因此，为了减小这些误差，在进行测量选地时，应该选择那些不具有反射面、地域宽阔、远离大面积水域、高大建筑以及电磁波干扰源的点位。
2、优势方面。
（1）使用GPS RTK技术进行城市地下管线的测量工作时，每个点的误差不会像传统测量方法那样会产生误差积累，都是随机产生的，测量点分布较为均匀，精确度较高，工作成效比较可靠。
（2）使用GPS RTK技术测量能够节省大量的时间和精力，可以在D级GPS点的基础上直接对底下管线采集数据，不用经过图根控制测量和全站仪数据采集中的导线环节，较为可靠。
（3）GPS RTK测量技术不受视线限制，可以全天候工作，针对测区中由于灌木较多引起的通视限制，GPS RTK可以突破限制，进行远距离测量。
结语：
本文通过资料的收集、流动站的作业环境要求、基准站的设置、参数的转换以及管线点的测量等几方面对GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用进行了详细的说明。同时对GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用的优劣势也进行了简单的分析，希望能给予大家一定的参考意见和建议。
参考文献：
[1]杨玉忠,刘玉财.网络RTK技术在管线测量中的应用[J].测绘与空间地理信息,2011(06)
[2]李程勇.RTK和全站仪结合在城市地下管线测量中的应用[J].中国新技术新产品,2012(04)
[3]刘明,高新盈,颜宏强.RTK技术在城市地下管线探测控制测量中的应用[J]. 河南省科学技术协会，2009（04）
关键词：GPS RTK技术；城市地下管线；测量；应用
中图分类号：TU990文献标识码： A 文章编号：
在城市的等级水准点和导线点的基础上展开的地下管线点的高程测量和平面位置测量以及图根控制测量等都被叫做地下管线测量，通常情况下会使用GPS RTK技术来完成。城市地下管线分布零散，大多位于厂矿院内、绿化带或者是道路旁边，通视条件比较差，采用传统探测方法工作效率较低。而GPS RTK技术在城市地下管线测量中的运用，能够解决长距离导线测量所带来的误差以及工作中的已知点不通视的问题，大大提高工作效率。
GPS RTK技术在城市地下管线测量中的应用
收集资料。在本次测量中收集了测图时需要用到的6个D级GPS 点、开发区1:500比例的地形图以及在城市地下管线探查阶段进行绘制的管线分布草图。收集的地图资料使用1985国家高程基准以及1980西安坐标系，提供的GPS点都联测三等水准。
流动站的作业环境要求。在进行城市地下管线测量工作时，应该尽量避免在通讯线下、高壓线下、树丛中或者是比较密集的楼群中使用流动站。流动站必须在同时接收到5颗卫星的情况下才可以使用。由于流动站和基准站之间的距离会影响GPS RTK技术的精度和稳定性，流动站和基准站之间的距离越大，GPS RTK技术的精度和稳定性就越小，二者成反比例关系，因此，如果想要提高GPS RTK技术的精度，则必须缩小作业半径，一般情况下，保持作业半径在5千米以下即可。
设置基准站。明确流动站的作业环境要求之后就开始基准站的选择和设置工作。首先，在GPS天线平面十五度倾角往上没有成片的障碍区会阻挡卫星信号，因此，在这个方位选择基准站较为合适，没有高大的建筑物阻挡，基准站到测区的视野较为开阔。基准站的设置要远离高压线、微波站等电磁波的辐射源，以免造成信号干扰和阻挡。通常情况下，基准站的架设分为两种方案，一种是架设于已知点上，另外一种则是架设于未知点上。这两种方案相比较，架设于未知点上相较而言灵活性更大，在实际测量工作中可以随时根据外界环境和地形条件等来进行选择科学合理的架设位置，基于此，我们一般情况下会选择第二种方案，即架设于未知点上。
参数的转换。GPS RTK技术一般情况下获取的坐标是WGS-84，而根据《城市地下管线探测技术规程》的规定获得的WGS-84坐标必须要转换为与当地城市的平面坐标一样的1980西安坐标系，这就需要我们进行转换坐标参数。参数的转换一般使用七参数方法，在转换坐标时需要的平面控制点最好能够均匀分布且能够覆盖整个探测区域，平面控制点通常最少需要3个，要确保高程控制点保持在4个以上。如果出现参与转换的公共点大于4个的情况，那么这种转化就存在残差现象。这就需要我们使用平差系统线性模式来描述残差与观测值误差之间的关系。
测量管线点。直接使用GPS RTK技术来测量城市地下管线点。最好在卫星数大于等于5颗时，且在卫星时段较好的时候使用用GPS RTK技术进行测量，确保每次测量都有独立的2次，保证其高差较差和平面较差在5厘米以下，如果高差较差和平面较差在5厘米以上，则需要重新测量。不仅要记载使用GPS RTK技术测量的三维坐标成果，还需要对原始的观察数据进行详细的记载。针对不能够满足GPS RTK探测技术进行探测收集数据条件的一些城市地下管线，可以使用GPS RTK技术测量模式建立相应的图根控制点，然后再选用全站仪展开碎部点的采集数据工作。需要注意的是为了全站仪能够测站和定向检查，需要以点组的形式布置图跟点，每组包括3个两两相互通视的图跟点或者2个图跟点组成。GPS RTK技术在任何比较开阔的区域都能够准确快速地建立图根控制点，而不用展开常规的导线图根测量工作，能够在最大程度上减少误差，进而提高城市地下管线的测量精确度，提高工作效率，因此，GPS RTK技术能够切实发挥自身的优势。
二、GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用的优劣势分析
劣势方面。
受时间和环境因素的影响较大。GPS RTK技术在白天中午进行测量时，会受到电离层的干扰，且干扰影响较大，公用卫星数少，频繁发生收不到五颗卫星的情况，这就使得测量得不到固定解，工作成效不大。有时可能会受到卫星参数调整的限制，卫星信号的不稳定致使测量数据的异常波动较大。
受测量区域地理环境的影响较大。一般情况下，城市道路的两侧大多为大厦高楼，在使用GPS RTK技术进行测量工作的时候，大厦高楼有可能会阻挡卫星信号，致使流动站难以接收到五颗或者五颗以上的GPS卫星信号，甚至有时候可能会出现测量误差，导致工作效果大打折扣。与此同时，因为受到各种高频信号源和各大高层建筑的干扰，流动站和基准站之间的数据可能在传输过程中出现严重的衰减情况，影响作业半径和作业精度，不利于城市地下管线测量工作的顺利开展。基于以上条件的限制，建议不要在多高楼层以及道路较窄的区域使用GPS RTK技术进行城市地下管线测量工作。
测量误差较多。在城市地下管线测量工作中使用GPS RTK技术可能会在PTK定位中产生很多误差，比如传播延迟误差、天线误差、电离层误差、基准站的位置误差、对流层误差、星历误差、环境造成的误差以及卫星钟误差等等。这些误差中有些误差可以通过对作业半径的有效控制以及使用差分技术进行消除，但有些误差是我们目前使用任何技术都无法消除的，只能采取一些合理的措施减小这部分误差。无法消除的误差为天线误差、基准站的位置误差以及环境造成的误差。
针对天线误差必须进行天线校正。理论上天线的几何中心和相位中心应该保持一致，但在实际中天线的相位中心一直在变化，相位中心的变化随着高度角、方位角以及信号的频率在不断变化，由于这种变化导致的误差最少能达到三厘米。这就使得实际工作中天线的几何中心和相位中心不会重合，因此，在使用GPS RTK技术进行城市地下管线测量工作之前必须要进行天线校正工作。
基准站的位置误差通常情况下是由量取天线高以及基准站天线置平和对中所造成的。针对基准站的位置误差需要在架设基准站时认真量取天线高，注意精确对中，以减小磁部分的误差。
由于受到天线周围环境的影响，在使用GPS RTK技术进行地下管线测量时非常容易产生多路径误差，一般情况下多路径误差仅为几厘米，但有的时候也可能在十厘米以上。此外，高压线、雷达装置以及无线电发射源等产生的电磁波信号可能都会影响测量数据的准确性，出现一定的误差。因此，为了减小这些误差，在进行测量选地时，应该选择那些不具有反射面、地域宽阔、远离大面积水域、高大建筑以及电磁波干扰源的点位。
2、优势方面。
（1）使用GPS RTK技术进行城市地下管线的测量工作时，每个点的误差不会像传统测量方法那样会产生误差积累，都是随机产生的，测量点分布较为均匀，精确度较高，工作成效比较可靠。
（2）使用GPS RTK技术测量能够节省大量的时间和精力，可以在D级GPS点的基础上直接对底下管线采集数据，不用经过图根控制测量和全站仪数据采集中的导线环节，较为可靠。
（3）GPS RTK测量技术不受视线限制，可以全天候工作，针对测区中由于灌木较多引起的通视限制，GPS RTK可以突破限制，进行远距离测量。
结语：
本文通过资料的收集、流动站的作业环境要求、基准站的设置、参数的转换以及管线点的测量等几方面对GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用进行了详细的说明。同时对GPS RTK技术在城市地下管线测量的应用的优劣势也进行了简单的分析，希望能给予大家一定的参考意见和建议。
参考文献：
[1]杨玉忠,刘玉财.网络RTK技术在管线测量中的应用[J].测绘与空间地理信息,2011(06)
[2]李程勇.RTK和全站仪结合在城市地下管线测量中的应用[J].中国新技术新产品,2012(04)
[3]刘明,高新盈,颜宏强.RTK技术在城市地下管线探测控制测量中的应用[J]. 河南省科学技术协会，2009（04）