GPS手持機(jī)在油氣管道工程測(cè)量中的應(yīng)用
王登科 王兆群
摘要 采用GPS手持機(jī)，利用其數(shù)據(jù)采集功能、導(dǎo)航功能和數(shù)據(jù)管理功能，可以有效提高管道工程選線的科學(xué)性、提高管道工程選線的整體勘查技術(shù)水平、便于實(shí)施管道工程選線的綠色環(huán)保目標(biāo)，便于在管道勘查、設(shè)計(jì)、施工以及管道運(yùn)行過(guò)程中推行數(shù)字化管理。
關(guān)鍵詞 GPS手持機(jī) 油氣田工程測(cè)量 管道工程 MAPSOURCE Google Earth
前言
GPS衛(wèi)星定位技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用，GPS手持機(jī)以其定位速度快、定位精度高、攜帶方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于油氣田工程建設(shè)勘察設(shè)計(jì)各個(gè)階段，其配套的數(shù)據(jù)管理軟件，方便其對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。以下就本單位使用的GRAMIN GPAmap 60CSx手持機(jī)為例進(jìn)行論述。
一 數(shù)據(jù)采集功能
在油氣田工程測(cè)量中，通常測(cè)量人員要配合設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選線、交樁等工作，因此，需要對(duì)測(cè)區(qū)的位置、測(cè)量控制點(diǎn)、線路轉(zhuǎn)點(diǎn)等相關(guān)資料進(jìn)行外業(yè)或內(nèi)業(yè)采集，錄入到手持機(jī)中。
1、坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置
實(shí)際工作中，GPS手持機(jī)測(cè)量采用的是WGS84坐標(biāo)系，其數(shù)據(jù)是以WGS84的經(jīng)緯度格工進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，就我們國(guó)家而言，通常測(cè)量采用的是1954年北京坐標(biāo)系或是1980西安坐標(biāo)系，因此，根據(jù)采用坐標(biāo)系統(tǒng)的不同，要對(duì)手持機(jī)進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)兩個(gè)不同坐標(biāo)系統(tǒng)的地記坐標(biāo)相減就可得到DX、DY、DZ三個(gè)參數(shù)，其它參數(shù)根據(jù)具體位置錄入即可。確定好轉(zhuǎn)換參數(shù)后，就可以方便的進(jìn)行地方坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集和錄入工作了。
2、航點(diǎn)錄入
在進(jìn)行選線、交樁的工作時(shí)，通常要對(duì)測(cè)區(qū)點(diǎn)位進(jìn)行錄入。
1）實(shí)地錄入：選線時(shí)測(cè)量人員可到實(shí)地進(jìn)行航點(diǎn)的錄入，準(zhǔn)確確定測(cè)量區(qū)域。
2）手持機(jī)直接錄入：交樁時(shí)需要將設(shè)計(jì)人員提供的油區(qū)控制點(diǎn)、線路轉(zhuǎn)點(diǎn)等數(shù)據(jù)錄入到手持機(jī)中。
3）在MAPSOURCE中錄入：設(shè)置好轉(zhuǎn)換參數(shù)后，可直接在MAPSOURCE中進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。也可將坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成WGS84坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換成GPS交換格式gpx格式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量錄入。
3、航線錄入
在油氣田線路工程測(cè)量中，通常設(shè)計(jì)人員要提供線路走向路由，進(jìn)行線路地形圖測(cè)量或測(cè)量的交樁工作，因此需要測(cè)量人員對(duì)線路中線及轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行把握，可將線路數(shù)據(jù)錄入到GPS手持機(jī)中進(jìn)行線路定線工作。
1）直接在GPS手持機(jī)中錄入航線：將航點(diǎn)錄入到新建航線中。
2）在MAPSOURCE中將航點(diǎn)數(shù)據(jù)錄入到航線中。
4、航跡錄入
航跡功能在GPS應(yīng)用中具有特殊意義，航跡主要記錄經(jīng)過(guò)的路由，在野外迷路時(shí)，可以原路返回，也可根據(jù)航跡，找到以前經(jīng)過(guò)的路由，在長(zhǎng)輸線路或路途復(fù)雜地區(qū)特別有用。
1）可直接利用GPS手持機(jī)采集航跡；
2）可在MAPSOURCE地圖上進(jìn)行航跡規(guī)劃，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入到手持機(jī)中；
3）可在Google Earth地圖上進(jìn)行添加路徑功能，進(jìn)行航跡路由確定，然后將相應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GPS手持機(jī)航跡格式文件進(jìn)行錄入。
二 導(dǎo)航功能
GPS的主要功能是導(dǎo)航功能，導(dǎo)航可以讓測(cè)量人員在野外準(zhǔn)確選擇準(zhǔn)佳的路由，可以快速準(zhǔn)確的到達(dá)目標(biāo)地。GPS手持機(jī)的導(dǎo)航方法有直線導(dǎo)航和沿路導(dǎo)航兩種方式，本文重點(diǎn)論述一下沿路導(dǎo)航功能的應(yīng)用。
1 直線導(dǎo)航：主要應(yīng)用于需要步行到達(dá)地區(qū)。因?yàn)椴叫校�因此要選擇最合理的路徑，主要考慮距離、方向問(wèn)題，直線導(dǎo)航可以實(shí)時(shí)告訴你目前距目標(biāo)的距離，根據(jù)圖形界面的指示器，可知道距目標(biāo)的左右方位，可以準(zhǔn)確的找到目標(biāo)。
2 沿路導(dǎo)航
1）地圖選擇：具有一個(gè)高版本的導(dǎo)航地圖是導(dǎo)航準(zhǔn)確度的硬件，手持機(jī)中地圖一般可升級(jí)到目前的最高版本。
2）選路：手持機(jī)選路可以先設(shè)定好目標(biāo)，根據(jù)最短距離或是最短時(shí)間，應(yīng)用沿路導(dǎo)航，可以自動(dòng)為你選擇出合理到到達(dá)目標(biāo)的路徑。
3）航線沿路導(dǎo)航：可以計(jì)算出到達(dá)航線各個(gè)航點(diǎn)的最佳路由。
三 數(shù)據(jù)管理功能
在油氣田測(cè)量工程中，特別是長(zhǎng)輸線路測(cè)量工程中，有大量的線路控制點(diǎn)、線路轉(zhuǎn)點(diǎn)、航線、航跡等，因此，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，mapsource 可應(yīng)用于GPS手持機(jī)的數(shù)據(jù)管理。
1、數(shù)據(jù)管理功能；
主要功能是對(duì)地圖、航點(diǎn)、航線、航跡等數(shù)據(jù)進(jìn)行管理功能，在mapsource中可將測(cè)量數(shù)據(jù)分別放在不同的標(biāo)簽欄里進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，方便，直觀。在此，不作太多論述。
2、超鏈接功能；
該功能的應(yīng)用其實(shí)具有特殊的意義，野外測(cè)量過(guò)程中，我們對(duì)測(cè)量區(qū)域各個(gè)部分進(jìn)行描述，形成圖片、文字等其它資料信息，利用其超鏈接功能，可將相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈接到相應(yīng)的航點(diǎn)、航線、航跡上進(jìn)行說(shuō)明。
3、在GOOGLE EARTH查看功能。
可以將mapsource中數(shù)據(jù)在GOOGLE EARTH顯示出來(lái)，直觀的看到航點(diǎn)、航線、航跡數(shù)據(jù)，如下圖：

四 工程應(yīng)用
在西氣東輸二線管線工程中，我單位完成了全線路600多公里線路定線測(cè)量工作，采用GPS手持機(jī)。通過(guò)管道勘測(cè)工程實(shí)踐，可以看出：
1. 采用GPS手持機(jī)，能夠提高管道工程選線的科學(xué)性。在現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)，通過(guò)手持機(jī)可以準(zhǔn)確采集線路航點(diǎn)、航線、航跡等數(shù)據(jù)，便于觀察線路走向的前后左右地形地貌，從較大范圍的角度做對(duì)比分析，保證了線路走向的合理性，提高管道工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而確保管道整體工程的科學(xué)目標(biāo)。
2. 采用GPS手持機(jī)，能夠提高管道工程選線的整體勘查技術(shù)水平。通常的線路勘查工作，主要依靠勘測(cè)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，利用目測(cè)線路的實(shí)地概貌進(jìn)行判斷，具有較大的局限性。采用GPS手持機(jī)，掌握先進(jìn)的科學(xué)工具，便于把豐富的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)推行到參與管道工程選線的所有勘測(cè)工作人員，能夠普遍提高勘測(cè)工程的技術(shù)水平。
3. 采用GPS手持機(jī)，便于實(shí)施管道工程選線的綠色環(huán)保目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)需要全面把握工程對(duì)象環(huán)境的連貫性、系統(tǒng)性、針對(duì)性，線路航點(diǎn)、航線、航跡所處地點(diǎn)的水系、山系、耕地、綠地、交通的規(guī)劃等等，從而使管道工程同綠色環(huán)境處于和諧狀態(tài)。通常的線路勘測(cè)，利用目測(cè)只能觀察到局部地區(qū)，容易忽略環(huán)境的連貫狀態(tài)。使用手持機(jī)，發(fā)揮了超鏈接功能，對(duì)測(cè)量區(qū)域內(nèi)管道各個(gè)部分進(jìn)行描述，形成圖片、文字等其它資料信息，有針對(duì)性的采取有效措施，最大限度地實(shí)現(xiàn)管道工程的環(huán)保目標(biāo)。
4. 在管道工程勘測(cè)后期的交樁工作中，施工人員和勘測(cè)人員到達(dá)管道現(xiàn)場(chǎng)后，采用GPS手持機(jī)，能夠很方便地根據(jù)數(shù)據(jù)，快速準(zhǔn)確的找到管道線路的路由，方便了施工管理。
5. 采用GPS手持機(jī)，便于在管道勘查、設(shè)計(jì)、施工以及管道運(yùn)行管理過(guò)程中推行數(shù)字化。數(shù)字化管理能夠提高管理效率、管理水平。運(yùn)用手持機(jī)過(guò)程中，取得了完滿的有效數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)勘測(cè)工作之后的設(shè)計(jì)、施工、管道運(yùn)行都有重要用途，是參與數(shù)字化管理的重要組成部分，增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，提高了數(shù)字化管理的效率好水平。通常的線路勘測(cè)，缺少這些數(shù)據(jù)，影響了數(shù)字化管理的程度。
五 結(jié)束語(yǔ)
采用GPS手持機(jī)，利用其數(shù)據(jù)采集功能、導(dǎo)航功能和數(shù)據(jù)管理功能，可以有效提高管道工程選線的科學(xué)性、提高管道工程選線的整體勘查技術(shù)水平、便于實(shí)施管道工程選線的綠色環(huán)保目標(biāo)、便于在管道勘查、設(shè)計(jì)、施工以及管道運(yùn)行管理過(guò)程中推行數(shù)字化。GPS手持機(jī)將會(huì)在油氣田工程測(cè)量中得到應(yīng)用廣泛。同時(shí)，以后隨著定位精度的不斷提高，將更好的提高勘測(cè)工作效率，滿足工程測(cè)量需要，提高油氣管道工程的科學(xué)水平和管理效率。

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