GPS—RTK技術應用于油田道路斷面的測量

姚加松 大慶油田設計院

1 工作原理

GPS—RTK技術指的是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在GPS—RTK技術進行測量的過程中，流動站不僅需要接收來自基準站的衛星信號，同時也需要接收基準站利用數據鏈觀測到的數據值和觀測點位坐標觀測值的改正信息；與此同時，流動站還需要對GPS接收的數據進行采集，使兩者共同構成了一個差分觀測值，并實時地處理此差分觀測值。一旦流動站持續接收到來自4顆以上衛星發出的信號，并且流動站顯示屏上的數據達到固定收斂精度，就可以實時地得到厘米級的觀測結果。

2 實施過程

2013年，大慶油田工程有限公司承擔了海拉爾油田蘇區12 km道路測量項目，采用了GPS—RTK技術來替代傳統測量方法，測量道路中線放樣、縱橫斷面的工作。首先，通過海拉爾油田GPS控制網中的4個控制點（ETTN、JHHD、KHSA、KHSX）將WGS—84坐標轉換成BJ—54坐標，這4個控制點覆蓋了整個作業區域并間隔的均勻分布。再使用徠卡CS15儀器同時存入2套坐標系統，分別是BJ—54坐標系統和WGS—84坐標系統。在控制點中的ETTN點處擺基準站，調出BJ—54坐標，在控制網中找到已知點JHHD進行測量，并對觀測數據進行校核。如果流動站數據與原點坐標校核正確，則開始進行測量工作。

在測量中線時，采取了“1+3”的形式，即1個基準和3個流動站，其中1個流動站負責放中線折點樁、里程樁及百米樁等，另外2個流動站負責測量道路兩邊地形及橫斷面。中線放樁將中線折點坐標和起、終點坐標一同輸入至接收機，隨后沿著道路前進方向進行放樣。由已知控制點、流動站手薄即可推導出該點距離中樁的偏移距離，根據流動站上屏幕的顯示，將移動站移至中線點位置，偏差在5 cm之內，即可開始測量。觀測時應注意固定解的收斂情況，并記錄點名和樁號，實時地采集野外數據，沿線放置起點樁、中線轉折樁、百米樁、里程樁及終點樁。

用GPS—RTK技術測量橫斷面極為便利。數據采集時，手薄屏幕上將實時地顯示數據，并提示該點偏離斷面線的距離及方向，可直接判定斷面點的三維坐標，定位速度快。在地勢起伏較大的地方，在已知中線樁垂直方向上，分別測此樁橫斷面變化點的三維坐標，兩側的方向大概保持一致，距離道路中線點兩側各25m左右，根據實際地形變化將道路兩側及溝、渠等地形測出；在地勢較為平坦的地區，只需采集道路邊界點即可，并派一人在現場繪制草圖，方便內業數據處理。

3 結語

本項目利用GPS—RTK技術對油田道路斷面進行測量，減少了人力資源，加快了工作進度。如果采用常規測量方法對該項目進行測量，大約需要測量技術人員10人進行為期2天的測量；而采用GPS—RTK技術對該項目進行測量，僅需6人花費1天時間即可完成測量任務。采用GPS—RTK技術進行測量，中樁放樣和斷面測量可以同時進行，便于現場進行協調指揮，提高了工作效率。