GPS—RTK技术应用于油田道路断面的测量

姚加松 大庆油田设计院

1 工作原理

GPS—RTK技术指的是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在GPS—RTK技术进行测量的过程中，流动站不仅需要接收来自基准站的卫星信号，同时也需要接收基准站利用数据链观测到的数据值和观测点位坐标观测值的改正信息；与此同时，流动站还需要对GPS接收的数据进行采集，使两者共同构成了一个差分观测值，并实时地处理此差分观测值。一旦流动站持续接收到来自4颗以上卫星发出的信号，并且流动站显示屏上的数据达到固定收敛精度，就可以实时地得到厘米级的观测结果。

2 实施过程

2013年，大庆油田工程有限公司承担了海拉尔油田苏区12 km道路测量项目，采用了GPS—RTK技术来替代传统测量方法，测量道路中线放样、纵横断面的工作。首先，通过海拉尔油田GPS控制网中的4个控制点（ETTN、JHHD、KHSA、KHSX）将WGS—84坐标转换成BJ—54坐标，这4个控制点覆盖了整个作业区域并间隔的均匀分布。再使用徕卡CS15仪器同时存入2套坐标系统，分别是BJ—54坐标系统和WGS—84坐标系统。在控制点中的ETTN点处摆基准站，调出BJ—54坐标，在控制网中找到已知点JHHD进行测量，并对观测数据进行校核。如果流动站数据与原点坐标校核正确，则开始进行测量工作。

在测量中线时，采取了“1+3”的形式，即1个基准和3个流动站，其中1个流动站负责放中线折点桩、里程桩及百米桩等，另外2个流动站负责测量道路两边地形及横断面。中线放桩将中线折点坐标和起、终点坐标一同输入至接收机，随后沿着道路前进方向进行放样。由已知控制点、流动站手薄即可推导出该点距离中桩的偏移距离，根据流动站上屏幕的显示，将移动站移至中线点位置，偏差在5 cm之内，即可开始测量。观测时应注意固定解的收敛情况，并记录点名和桩号，实时地采集野外数据，沿线放置起点桩、中线转折桩、百米桩、里程桩及终点桩。

用GPS—RTK技术测量横断面极为便利。数据采集时，手薄屏幕上将实时地显示数据，并提示该点偏离断面线的距离及方向，可直接判定断面点的三维坐标，定位速度快。在地势起伏较大的地方，在已知中线桩垂直方向上，分别测此桩横断面变化点的三维坐标，两侧的方向大概保持一致，距离道路中线点两侧各25m左右，根据实际地形变化将道路两侧及沟、渠等地形测出；在地势较为平坦的地区，只需采集道路边界点即可，并派一人在现场绘制草图，方便内业数据处理。

3 结语

本项目利用GPS—RTK技术对油田道路断面进行测量，减少了人力资源，加快了工作进度。如果采用常规测量方法对该项目进行测量，大约需要测量技术人员10人进行为期2天的测量；而采用GPS—RTK技术对该项目进行测量，仅需6人花费1天时间即可完成测量任务。采用GPS—RTK技术进行测量，中桩放样和断面测量可以同时进行，便于现场进行协调指挥，提高了工作效率。