GPSRTK技术在城市供水事业中的应用

　　摘要：本文记述了在城市供水事业中利用GPSRTK技术等现代科技手段和GPS接收机、全站仪等先进的测绘仪器开展工作，从而确保了阜新城市供水事业中测绘工作的顺利进行。
　　关键词：GPSRTK技术；控制测量；碎部测量
　　
　　0引言
　　阜新市地处辽宁西部，素来有煤都之城的美誉，随着城市建设日新月异的发展和人们生活水平的不断提高，不论城市建设还是人们日常生活用水都对我们城市供水事业提出了较高要求，为了适应阜新市城市建设步伐，为城市发展做好基础工作，我们在城市地形图测绘工作中采用了GPSRTK技术以及利用GPSRTK技术与常规测量技术相结合的方法进行快速、精确的城市地形图测绘。
　　本文将侧重讨论在城市供水工作中如何利用GPSRTK技术以及GPSRTK技术如何与常规测量技术相结合进行网管或地形图测绘。
　　1阜新市城市供水管线静态GPS网的测设
　　阜新市自来水供水事业素来有“点多、线长、面广”的特点，城市供水管线西至开发区，东至海州区、细河区和阜新县，呈狭长状分布，加之阜新特殊的地理环境，若想准确的将管线在地形图上标定，首级控制的精度是必须保证的。利用GPS进行阜新市城市供水管线的首级控制，不仅测设速度快，点位精确高，而且如果留作基站的点位保存完好的话，以后基本不用重测。
　　1.1GPS控制网的图形设计
　　GPS控制网的设计及建立非常重要，GPS测量的技术设计是进行GPS定位的最基本性工作，它是依据国家有关规范（规程）、GPS网的用途、以及对控制网精度的要求等，对GPS控制网的网形及基准的具体设计。
　　在设计时，我们主要考虑了以下几个问题：
　　1）为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以坐标转换。在选择联测点时既要考虑充分利用旧资料，又要使新建的高精度GPS网不受旧资料精度较低的影响，因此，这次GPS控制网与附近的国家控制点联测3个以上。
　　2）为保证GPS网进行约束平差后坐标精度的均匀性以及减少尺度比误差影响，对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制网点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形。
　　3）对于特出环境的阜新，对高程点应按高程拟合曲面的要求进行布设。联测采用不低于四等水准或与其精度相等的方法进行，以利于今后自来水管线测量的应用。
　　与常规测量相比，利用GPS技术建立控制网是有较大灵活性的，但是为了更好的保证控制网的精度，变为保证现有测图需要以及适应今后阜新供水事业的发展的需要，我们采用了一般适用于较高精度的边连式的构网方案。因此，我们选定了阜新镇、务欢池镇、闹德海水库等共计十处来布设阜新市城市供水管线GPS首级控制网。
　　1.2GPS控制网的施测以及解算
　　在这次控制网的建立中，我们采用了经典静态定位模式。在作业过程中采用五台GPS接收设备分别安置在一条或数条基线的两个端点，同步观测4颗以上卫星，每时段长45分钟至2小时或更多。
　　测量完毕后，要将数据传输到电子计算机中，利用So-lution软件进行处理，经过基线解算和网点平差得出控制点的三维坐标数据。
　　2动态GPS控制点测量（RTK技术）
　　在具体的工作中，不可能每次都以首级控制点进行具体的施测工作。因此，我们利用动态GPSRTK技术进行D或E级的控制点布设，以做为今后测量工作中基准站使用。
　　动态GPS系统分为基准站和流动站两个部分，基准站架设在我们已用静态GPS方式建立的GPS控制点上，将天线接收到的卫星信号以数据的形式由电台发射出去，发射的频率基本是与天线接收卫星的频率相同；在进行动态测量的过程中，流动站是以运动的状态在各勘测点位上移动的，流动站在待测点位上同时接收卫星信号和基准站上发出的数据链，进行实时数据解算，实时得出当地待测点三维坐标数据。
　　在自来水管线定位工作中利用GPSRTK技术可一改传统管线测量所采用的导线测量法，利用GPSRTK技术进行管线定位既能实时测定该点位的三维坐标，又能实时得出定位精度，这样可以大大的提高工作效率。应用GPSRTK技术进行实时定位可以达到厘米级的精度，完全满足供水管线定位的要求。
　　3GPSRTK技术与常规测量技术相结合进行管网或地形图测绘
　　GPSRTK技术虽然比较先进，但也有其局限性。如在建筑物比较集中的地区，或在较强电磁波干扰的地方，GPS接收的卫星信号就会被阴拦或被削弱，造成GPS接收机的定位效果和可靠性受到影响，就不能利用它直接进行测量。对地物、地貌进行测量时，利用全站仪其实更方便快捷，这时就需要GPSRTK技术与常规测量技术相结合进行测量。即利用GPSRTK技术进行控制测量，再利用全站仪进行碎部测量。
　　具体步骤如下：
　　1)在测区附近GPS测量条件较好的地方布设适当数量的控制点，并用RTKRTK的方法测量出其点位三维坐标，经检验合格后将这些控制点作为首级控制点。
　　2)将已测出的控制点坐标输入全站仪内，利用全站仪进行现场的管线测量或数字化地形图的测绘。
　　3)外业完毕后，将全站仪测得的数据输入电脑，利用专门的数字化成图软件进行内业成图。
　　阜新市自来水管网的数字化工作已经完成，但随着阜新的建设，新设管线的增多以及老管线的更新改造使得自来水数字化管网的动态维护和补充成了管理的瓶颈，而GPSRTK技术的应用则使得数字化管网的及时维护和更新成为可能。
　　综上所述，GPSRTK技术以其本身的优点在供水行业的应用中发挥了至关重要的作用，减少了测量工作对已知点的依赖性，扩大了已知点的控制范围，不但提高了测量精度，提高了工作效率，也为测绘产品的数字化奠定了基础，同时创造了可观的经济效益，是供水行业测量工作的一次进步。
　　参考文献
　　【1】徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民，GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998.