管线测量工作中GPS技术的应用

管线测量工作中GPS技术的应用

谢风辉

安徽省第二测绘院安徽合肥230031

摘要：对长输管道工程项目来说，测量控制是非常重要的，但传统的控制测量也就是使用经纬仪以及全站仪等设备控制测量网，这种控制测量方法存在很多的不足，因此很难满足现代工程对准确度要求较高的需求。总而言之，用传统控制测量方法进行长输管道工程的测量控制操作困难，在这样的时代背景下GPS技术应运而生，这项技术的产生解决了传统控制测量的弊端，在很大程度上使工程项目的测量效率和测量可靠度得到了提升，与此同时还有效降低了工程整体的成本投入。本文分析GPS技术的应用。

关键词：管线测量；GPS技术；应用效果

引言

GPS技术是现代化工程控制测量中的重要技术，现阶段GPS技术因定位精度高、测量比较迅速、需要的人力资源比较少等等优点成为很多工程项目控制测量的主要方式。将GPS技术应用在新时期的长输管道工程项目的控制测量不仅能提高施工效率，还能提高施工测量的准确性。近年来随着管道行业的高效发展，尤其是西气东输工程和二线工程扩大铺设，传统的控制测量技术已不能满足项目的发展需求。GPS技术以其优势，在长输管线的控制测量中发挥着更大的作用，基于此，文章重点研究其在工程控制测量中的具体应用。

1GPS技术的测量工作原理

GPS技术本质上是一种导航系统，其工作原理就是测量已知区域的卫星和用户接收机间的距离，结合依据其他卫星的相关数据对用户接收机的准确位置进行推算。在GPS技术基础上衍生出来的GPS-RTK是一种实时的动态测量技术，它够实时的为测量人员提供测站点的三维坐标定位数据，而且测量精度比较高，一般可达到厘米级。GPS-RTK在工作时会使用两台或两台以上的GPS接收机，

同时进行信号的接收，这两台中有一台放置在已知区域点作基准站，另外的一台就是来测量未知坐标，即平常所称的流动站，基准站按照所在位置的坐标算出和卫星之间的距离改正数，然后把数据传送给流动站，流动站用无线设备接收数据，接着按照相对定位原理，计算出流动站的具体三维坐标。

2GPS技术形式特点

GPS测量系统是当前导航定位领域应用广泛的一种系统形式，相对比其他的测量技术，其本身具有多功能、全天候和高效率的特点，发展优势明显。在具体工作阶段要根据特点合理应用，提升应用效果。具体特点如下：

2.1均匀分布

GPS卫星很多，在均匀的分布下任何时候在地球上都可以进行观测。通常情况在雷雨天气容易进行。GPS技术形式是原有测量技术的突破，不仅能使测量理论发生变化，同时也能保证测量学科和其他学科之间具备渗透性交流，各种方式的有效应用后，可以促进测绘科学的不断进步。

2.2分辨率高

GPS接收机和红外线仪器的分辨率旗鼓相当，在间隙距离测定阶段，GPS测量模式优越性突出，测量阶段，不仅能精确的了解平面站的位置，同时也可以实现对高程的选择和测定。为了探究地面性质和地面高度，高程数据的选择是重点，要提前对技术进行应用，使其为后续测量奠定基础。

3GPS技术在管线测量中的应用

3.1GPS技术在管线细部测量中的应用

管线设计过程中，其重点是测量每个区域的具体界限、形状和位置等。在管线预设和处理过程中，地籍资料的规划是重点，对城镇外围界限处理后，要了解各个区域内的地址情况，以隐蔽界址作为基础，在GPS技术利用下，必须保证测量具备精准度要求。测量人员要提前对资料进行勘察，以技术应用策略为基础，可以以便捷的通过断面法计算出土石方的数量。GPS技术在测量方面的普遍应用使得测量更加便利，使得地基测量的工作更加简洁。技术人员要掌握管线的要求，提前做好细部的勘察工作，保证技术形式简单应用，具备更准确的测量结果。

3.2RTK控制测量测

量中采用如下的工作模式：基准站一人，流动站四人，这四人中两人负责操作GPS，另外两人负责记录。具体作业时，中线各一百米采点均匀，而且对中线附近也要采点仔细。流动站接收机开机之后，先要进行系统设置，然后输入相应的参数，接着进行流动站的设置。为保证RTK的准确性，可使用以下方法：第一，求转换参数。测量中，每站都要选那些残差比较少，而且精度较稳定的点解算转换参数。第二，减小作业半径。一般而言基准站和流动站之间的距离越短，计算的固定解也就越稳定，当然精度就会越高。第三，基准站尽量设在地势开阔且比较高的点上，以此保证信号发射和接收不会受干扰。第四，对干扰大的地方在数据采集时可延长观测时间。

3.3GPS基线向量网的等级及布网形式

按照我国颁布的全球定位系统测量规范的相关规定，

对于GPS基线向量网，通常情况下可以将其分成五个级别，分别为A、B、C、D、E。GPS网的布网形式通常情况下分为五种，这五种分别为：跟踪站式、会战式、多基准站式（枢纽点式）、同步图形扩展式以及单基准站式。在布设一般工程控制网的过程中，比较常用的是同步图形扩展式。所谓同步图形扩展式，就是在不同测站上进行同步观测，其同步观测主要是通过多台接收机来进行，某一时段的同步观测完成后，在这种情况下，需要将其迁移到其它测站进行同步观测，每次进行同步观测时，往往都可以形成一个同步图形，在进行测量的过程中，不同的同步图形间通常情况下会有若干个公共点相连，这些同步图形再构成整个GPS网。通常情况下，在对GPS基线向量网进行布设的过程中，通过同步图形扩展的方式进行观测，其形式主要包括四种，分别为点连式、边连式、网连式、混连式

4案例应用分析

本项目以神渭输煤管道线路五标控制测量为例分析。该项目位于陕西延长到延川县，全长约65公里，控制等级为D级网，项目区域交通便利。

4.1GPS控制网的布网、观测方案

在实际外业观测时，使用4台南方S86GPS接收机，此次采用GPS静态相对定位方法应观测的基本条件：①卫星高度角≥15°；②PDOP值≤6；③有效观测卫星总数≥4颗；④数据采样间隔为20秒；⑤每个时段观测时间长度≥45分钟。

4.2数据处理及检核

按照《GPS规范》要求，对外业观测质量进行检核，各级GPS基线精度、同步环检验、异步环检验均满足规范要求，结果可靠，没有含粗差的基线向量存在。在计算时为控制变形采用两个抵偿投影带，G基线解算和网平差采用南方Gnssadj软件进行计算。计算分别采用3个国家点作为平面起算点。使用前对起算点分别进行验证，检验结果显示起算点保存完好，精度满足要求。平差后的四等GPS点最弱点点位中误差为2.46mm，最弱边边长相对中误差为1/300874。平面坐标最大差17mm。高程用曲面拟合高程的方法进行，最大控制点的高程较差大于15cm，最小的为1.3cm，拟合精度较好，高程成果可以参考使用。

结束语

综上所述，我国的GPS技术应用已经经历了大致二十多年，总体上比较成熟。文章在分析了GPS技术的相关概念的基础上，对长输管线GPS控制测量应用进行了研究，旨在能为同类工程提供有价值的理论参考，进而提高工作效率并降低工程成本，从而实现其社会经济效益。

参考文献：

[1]高俊.管线测量工作中GPS技术的应用[J].四川水泥，2017(12):151.

[2]陈东生.GPS测绘技术在线形工程测量中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版)，2017(33):117.

[3]胡晓东.GPS技术在管线测量工作中的应用[J].科技信息，2008(26):20-21.