GNSS+RTK在城市地下管网测量中的应用研究

26信息化测绘技术应用谢裕群（平远县自然资源局，广东梅州514600）摘要：地下管线测量工作是地下管线管理和地下管线信息系统建设的基础，针对城市地下管线空间位置特殊、传统测量方法效率低等特点，从地下管线探测的原理、方法、内容入手，将GNSSRTK技术应用于城市地下管网测量中，并通过实例进行验证，结果表明管线测量成果满足精度要求，提高了生产效率，为城市测绘提供参考和借鉴。关键词：GNSSRTK；地下管线；管线探测；管线点测量作者简介：谢裕群(1971—），男，汉族，工程师，主要从事国土资源数字化地形地籍测量、工程测量、控制测量等工作。E-mail：1164588118@qq.com1引言地下管线是城市基础设施的重要组成部分，包括给水、污水、燃气、广电、电力、通信等管线，它们担负着输送介质或传送信息等工作，是城市的生命线[1-2]。城市地下管线数据是智慧城市、国家基础地理信息建设的重要组成部分，也是构建智慧管线的基础数据[3]。随着全球定位系统GNSS技术的快速发展，GNSSRTK实时三维定位精度不断提高，具有测量时间短、全天候、高度集成、自动化、无需通视、远距离测量等优点，已广泛应用于控制测量、工程测量、地形及地籍测量中[4]。本文利用GNSSRTK技术对城市地下管线点进行测量，提高了工作效率，对加快城市地下管线信息化建设具有重要意义。2GNSS定位基本原理GNSS定位的基本原理是空间距离后方交会原理[5]，即由卫星至接收机的距离与卫星的空间坐标，推算出接收机天线相位中心P的空间坐标（如图1所示）。GNSSRTK在城市地下管网测量中的应用研究谢裕群（平远县自然资源局，广东梅州514600）摘要：地下管线测量工作是地下管线管理和地下管线信息系统建设的基础，针对城市地下管线空间位置特殊、传统测量方法效率低等特点，从地下管线探测的原理、方法、内容入手，将GNSSRTK技术应用于城市地下管网测量中，并通过实例进行验证，结果表明管线测量成果满足精度要求，提高了生产效率，为城市测绘提供参考和借鉴。关键词：GNSSRTK；地下管线；管线探测；管线点测量1引言地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划、城市管理建设的重要基础信息。城市地下管线包括给水、污水、燃气、广电、电力、通信管线等，它们担负着输送介质或传送信息等工作，是城市的生命线[1,2]。城市地下管线数据是智慧城市、国家基础地理信息建设的重要组成部分，也是构建智慧管线的基础数据[3]。随着全球定位系统GNSS技术的快速发展，GNSSRTK实时三维定位精度不断提高，具有测量时间短、全天候、高度集成、自动化、无需通视、远距离测量等优点，已广泛应用于控制测量、工程测量、地形及地籍测量中[4]。本文利用GNSSRTK技术对城市地下管线点进行测量，提高了工作效率，对加快城市地下管线信息化建设具有重要意义。2GNSS定位基本原理GNSS定位的基本原理是空间距离后方交会原理[5]，即由卫星至接收机的距离与卫星的空间坐标，推算出接收机天线相位中心P的空间坐标（如图1所示）。1111(,,)SXYZ2222(,,)SXYZ3333(,,)SXYZ(,,)PXYZ132图1GNSS定位基本原理示意图图1中，已知量有：3颗卫星1S、2S和3S的空间坐标分别为111[,,]XYZ、222[,,]XYZ、333[,,]XYZ，卫星至接收机的距离1、2、3；未知量有：接收机天线相位中心P的坐标[,,]XYZ。根据空间两点的距离公式，则有如下三元二次方程组：图1GNSS定位基本原理示意图位中心P的坐标为[X,Y,Z]。根据空间两点的距离公式，则有如下三元二次方程组：显然，通过公式可求解出测站P的坐标[X,Y,Z]。随着GNSS定位技术的发展，GNSS载波信号已由最初的载体功能逐渐变为重要的观测信号之一，因为通过GNSS载波信号的相位观测和解算，求得接收机到GNSS卫星的距离，可以获得毫米级测距精度，进一步可得到毫米级的静态和厘米级的动态导航定位结果[6]，是目前大地测量和工程测量的主要测量方法。3地下管线探测原理与方法3.1工作原理地下管线探测的基本原理是根据探测地下管线与其周围介质明显的地球物理性差异而判断出地下管线的位置。常用的探测方法包括电磁波法、电磁法、直流电法、地震波法等。其中，电磁法是管线探测工程中最常用和精度较高的方法，其原理是将一交变电磁信号施加于地下的金属管线，金属管线与大地之间构成回路，由于金属管线的集流效应而产生一个交变线电流，用仪器在地面检测这个线电流产生的交变电磁信号，从而确定地下管线的空间位置[7-8]。对于非金属管道和疑难问题的探测则采用电磁波法。3.2探查方法地下管线探查的原则是：从已知到未知，从简单到复杂，方法有效、快速，复杂条件下采用综合方法。地下管线点分为明显