一种天然气长输管道位置信息采集方法技术

本发明专利技术涉及一种天然气长输管道位置信息采集方法，它通过管道控制测量和管道碎部测量两步骤获取管道的位置信息，其中管道控制测量包括布网→选点→埋桩→观测→解算，管道碎部测量包括碎部点观测→碎部点坐标值解算。本发明专利技术采用管道控制测量法和碎部测量法，在长输管道施工阶段，精确、高效、经济地对管道的焊口、拐点、穿越点进行位置信息采集，与现有技术不同，它是在施工期获取数据，并且在全部测量控制点测量，保证了数据的真实性和实效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下管道设施的监测，特别是关于一种天然气长输管道位置信息的采集方法。
技术介绍
长输管道具有地理空间跨度大，所涉及的地理信息、环境参数、运行参数、资源等数据庞大，敷设于地下，隐蔽工程多，运行压力和危险性高等特点。因此需要建立基于GIS 技术的信息系统，用于集成RS、GPS、DCS等多个数据源，为管道的运营维护提供坚实的数据支撑和得力的技术手段，实现决策和管理工作的科学化，降低管道运营风险。GIS系统管理和运行的基础是准确的管道空间位置信息。目前，位置信息采集由于施工条件复杂、施工单位多、多个施工段同时施工、管道回填速度快、施工过程的不可逆等因素，使得及时、准确、 完整地获取管道的空间位置信息非常困难。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案，其特征在于，它通过管道控制测量和管道碎部测量两步骤获取管道的位置信息，其中管道控制测量包括布网一选点一埋桩一观测一解算，管道碎部测量包括碎部点观测一碎部点坐标值解算；所述布网是指在垂直于管道的两侧10 25m范围内，沿管道布设三角形或大地四边形的控制网，网内的每个控制点至少有一个方向是可以通视的，且相互通视的控制点之间距离在Ikm以内；所述选点是指在控制网内选择通视条件好、易找、地质坚固、400 米范围内无大功率无线电发射源、200米范围内无高压输电线的至高处作为测量用控制点； 所述埋桩是指在选定的控制点处埋设柱桩；所述观测是指在埋桩处安装GPS观测仪，至少3 台，按三角形或大地四边形布置，通过GPS获取各控制点处的信息；所述解算是指通过GPS 配套软件将GPS获取的控制点信息解算成平面坐标值和拟合高程值；所述碎部点观测是指将全站仪架设在控制点处，且能够和一个以上的管道控制点通视，全站仪到管道控制点的距离大于到管道碎部点的距离，且小于700m ；所述碎部点坐标值解算是指通过全站仪配套软件，利用管道控制测量时解算出的控制点平面坐标值和拟合高程值，计算出管道碎部点的坐标，所述碎部点坐标满足平面精度相对于临近管道控制点点位中误差< 0. 2米、高程精度相对于临近管道控制点高程中误差< 0. 1米，记为合格坐标。所述GPS观测可以为快速静态GPS观测，选用标称精度为5mm+2ppm的GPS接收机 6台，先查看卫星星历预报，选取卫星高度角彡15°、有效观测卫星数量彡4颗的时间区间内进行观测，任一颗卫星有效观测时间> 15分钟，数据采样间隔15 60秒，点的几何强度因子PDOP < 10，仪器对点误差<3毫米，全网重复设站率彡2，观测时天线定向标志指向正北方向，其偏差< 士5°，天线高在开机前和关机后各量取一次，每次量取至毫米，两次量取值之差不能超过3毫米，取前后两次测量高度的平均值作为最后确定的天线高度。4所述GPS观测可以为GPS-RTK观测，观测仪距离参考基站小于10km，卫星数彡5， 高度角>15，？00 值<5，观测时天线定向标志指向正北方向，其偏差< 士5°，天线高在开机前和关机后各量取一次，每次量取至毫米，两次量取值之差不能超过3毫米，取前后两次测量高度的平均值作为最后确定的天线高度。使用GPS设备配套的软件进行控制点的坐标值解算时，首先进行基线和平差计算，然后选择满足外业各项精度和三维无约束平差检验合格的全部基线，再将这些合格基线参加GPS网的二维约束平差计算，最后得到控制点的大地坐标和拟合高程值；再将大地坐标和拟合高程值投影到大地水准面后进行解算，解算成平面坐标值和拟合高程值。所述控制点平面坐标值的单位权中误差< 士2. 5，相邻点位中误差< 士5. 0cm，最弱基线边边长相对中误差< 1/45000时，为合格的解算结果。解算所述控制点平面坐标值所用的坐标系为2000国家大地坐标系或1980西安坐标系或1%4北京坐标系，解算拟合高程值所用的系统为1985国家高程基准或黄海高程基准。所述全站仪测角精度大于2〃，测距精度大于5mm+5ppm，测站对中误差和棱镜对中误差小于2mmο所述管道碎部测量包括管道焊口、拐点、穿越点测量，碎部测量焊口时，全站仪的棱镜杆立在焊口圆弧的最高点，即管道中心线的垂直方向上的焊口处，并保持棱镜杆气泡居中；碎部测量拐点时，将棱镜杆立在热煨弯头或者冷弯管的管道中心线弯曲度最大处的垂直方向上，并保持棱镜杆气泡居中；碎部测量穿越点时将棱镜杆道路、河流等穿越的出入土位置点，并保持棱镜杆气泡居中。将所述管道碎部测量得到的值与施工单位提供的数据进行校核，判断施工单位提供的数据是否准确。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术采用管道控制测量法和碎部测量法，在长输管道施工阶段，精确、高效、经济地对管道的焊口、拐点、穿越点进行位置信息采集，与现有技术不同，它是在施工期获取数据，并且在全部测量控制点测量，保证了数据的真实性和实效性。通过这些数据的获得，与施工单位提供的离线数据进行比对， 就可获知施工单位的数据是否准确，并且还能根据数据检测及时发现事故发生地。2、本专利技术在管道控制测量中采用GPS进行信息采集，在管道碎部测量中采用全站仪进行信息采集，有效减少了采集观测的复杂性，保证了测量结果的准确性，提高了采集的工作效率。这种管道位置信息采集的方法，不仅适用于天然气长输管道，而且适用于任何的地下管道位置信息的采集，对于加强公共设施建设是非常有意义的一项措施。附图说明图1是本专利技术对于天然气长输管道位置信息采集技术的流程图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术主要通过管道控制测量和管道碎部测量两方面获得位置信息，管道控制测量是能够使碎部测量精确、高效、经济地进行的基础，管道碎部测量是对管道焊口、拐点、穿越点等空间信息进行采集，两部分测量结合起来完成管道位置信息的采集。管道控制测量运用了快速静态GPS、GPS-RTK信息采集技术，管道碎部测量运用了全站仪的信息采集技术，它们结合应用达到精确的采集效果。下面分别具体介绍这两方面的测量过程和要求1、管道控制测量管道控制测量一般在管道施工扫线之后、测量任务不紧张时、天气条件允许时实施。管道控制测量包括以下步骤布网一选点一埋桩一观测一解算。1.1 布网管道线路在设计阶段布设一定精度和密度的控制点，但是大多到施工阶段已经被严重破坏，而且距离管道较远，密度稀疏，达不到管道碎部测量的需要。因此根据多丘陵多山的地形条件，高精度、低成本的要求。本专利技术根据管道直径大小不同，在垂直管道两侧 10 25m范围内，沿管道布设三角形或大地四边形等基本图形构建控制网，精度不低于I 级。网内每个控制点至少有一个以上方向可以通视，且相互通视的控制点之间距离控制在 Ikm左右，以确保图形强度和点位精度，组成最佳的观测网形。控制网平面坐标系根据工程情况，选用2000国家大地坐标系、1980西安坐标系或1%4北京坐标系，高程系统选用1985 国家高程基准或黄海高程基准。1.2 选点在控制网范围内，需要根据管道线路的1 10000地形图设计点位，并结合实际的地形、地貌特征来确定点位。最佳选则通视条件和观测条件较好的地点，易找、便于长期保存、地质坚固利于扩展的高层本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种天然气长输管道位置信息采集方法，其特征在于，它通过管道控制测量和管道碎部测量两步骤获取管道的位置信息，其中管道控制测量包括布网→选点→埋桩→观测→解算，管道碎部测量包括碎部点观测→碎部点坐标值解算；所述布网是指在垂直于管道的两侧１０～２５ｍ范围内，沿管道布设三角形或大地四边形的控制网，网内的每个控制点至少有一个方向是可以通视的，且相互通视的控制点之间距离在１ｋｍ以内；所述选点是指在控制网内选择通视条件好、易找、地质坚固、４００米范围内无大功率无线电发射源、２００米范围内无高压输电线的至高处作为测量用控制点；所述埋桩是指在选定的控制点处埋设柱桩；所述观测是指在埋桩处安装ＧＰＳ观测仪，至少３台，按三角形或大地四边形布置，通过ＧＰＳ获取各控制点处的信息；所述解算是指通过ＧＰＳ配套软件将ＧＰＳ获取的控制点信息解算成平面坐标值和拟合高程值；所述碎部点观测是指将全站仪架设在控制点处，且能够和一个以上的管道控制点通视，全站仪到管道控制点的距离大于到管道碎部点的距离，且小于７００ｍ；所述碎部点坐标值解算是指通过全站仪配套软件，利用管道控制测量时解算出的控制点平面坐标值和拟合高程值，计算出管道碎部点的坐标，所述碎部点坐标满足平面精度相对于临近管道控制点点位中误差≤０．２米、高程精度相对于临近管道控制点高程中误差≤０．１米，记为合格坐标。...

【技术特征摘要】
1.一种天然气长输管道位置信息采集方法，其特征在于，它通过管道控制测量和管道碎部测量两步骤获取管道的位置信息，其中管道控制测量包括布网一选点一埋桩一观测一解算，管道碎部测量包括碎部点观测一碎部点坐标值解算；所述布网是指在垂直于管道的两侧10 25m范围内，沿管道布设三角形或大地四边形的控制网，网内的每个控制点至少有一个方向是可以通视的，且相互通视的控制点之间距离在Ikm以内；所述选点是指在控制网内选择通视条件好、易找、地质坚固、400米范围内无大功率无线电发射源、200米范围内无高压输电线的至高处作为测量用控制点；所述埋桩是指在选定的控制点处埋设柱桩；所述观测是指在埋桩处安装GPS观测仪，至少3台，按三角形或大地四边形布置，通过 GPS获取各控制点处的信息；所述解算是指通过GPS配套软件将GPS获取的控制点信息解算成平面坐标值和拟合高程值；所述碎部点观测是指将全站仪架设在控制点处，且能够和一个以上的管道控制点通视，全站仪到管道控制点的距离大于到管道碎部点的距离，且小于700m ；所述碎部点坐标值解算是指通过全站仪配套软件，利用管道控制测量时解算出的控制点平面坐标值和拟合高程值，计算出管道碎部点的坐标，所述碎部点坐标满足平面精度相对于临近管道控制点点位中误差< 0. 2米、高程精度相对于临近管道控制点高程中误差 <0. 1米，记为合格坐标。2.如权利要求1所述一种天然气长输管道位置信息采集方法，其特征在于，所述GPS观测为快速静态GPS观测，选用标称精度为5mm+2ppm的GPS接收机6台，先查看卫星星历预报，选取卫星高度角> 15°、有效观测卫星数量>4颗的时间区间内进行观测，任一颗卫星有效观测时间》15分钟，数据采样间隔15 60秒，点的几何强度因子PDOP ^ 10，仪器对点误差<3毫米，全网重复设站率彡2，观测时天线定向标志指向正北方向，其偏差< 士5°， 天线高在开机前和关机后各量取一次，每次量取至毫米，两次量取值之差不能超过3毫米， 取前后两次测量高度的平均值作为最后确定的天线高度。3.如权利要求1所述一种天然气长输管道位置信息采集方法，其特征在于，所述GPS观测为GPS-RTK观测，观测仪距离参考基站小于10km，卫星数彡5，高度角> 15，PDOP值彡5， 观测时天线定向标志指向正北方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙虎，朱闻达，陈辉，李忠保，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11