小議GPS技術(shù)在電力工程測量中的應(yīng)用

摘要：21世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有力的推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，也從另一面人民生活水平的進(jìn)一步提高也為接下來電力工程的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，隨之而來的就是整個社會對電力的需求越來越大。隨之而來的就是電力工程施工項(xiàng)目數(shù)量的逐漸增多，而當(dāng)前我們清醒的意識到是電力工程需要以準(zhǔn)確的電力工程測量數(shù)據(jù)為依托，在節(jié)約建設(shè)成本的前提下，電力線路斷面測量的作用日益彰顯，供同行參考。

關(guān)鍵詞：供電企業(yè)；電力測量；RTK技術(shù)；應(yīng)用；問題’

引言：

近年來，隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的城市化建筑正如火如荼的進(jìn)行，而RTK作為一種新興的、高級的測量手段，除了操作簡便、定位精度高，并應(yīng)用于電力工程測量中，使得測量的效率、質(zhì)量大大提高，而且節(jié)省了測量人員體力。同時(shí)，對生態(tài)環(huán)境起到了一定的保護(hù)作用?？傮w來看，RTK技術(shù)的快速發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于電力線路測量中。并且會對電力工程測量有更大的幫助。

1、 RTK簡介

眾所周知，（RTK）作為實(shí)時(shí)動態(tài)測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS 測量技術(shù)中的一個新突破。RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時(shí)給出厘米級定位結(jié)果。

2、電力測量簡介

目前，電力測量大體上分為斷面測量和塔（桿）位測量兩個部分。斷面測量是指沿著高壓線路的設(shè)計(jì)方向、在線路中線左右個一定寬度測量一份帶狀圖，并沿中線生成斷面圖。而塔位測量是指斷面圖做完之后，設(shè)計(jì)者按照實(shí)際的地物分布情況，設(shè)計(jì)出一條最為合理的線路，設(shè)計(jì)好塔位的實(shí)際位置，測量者按照坐標(biāo)把塔位實(shí)地排放的過程。

3、RTK在斷面測量中的應(yīng)用

在工作中，斷面測量其實(shí)與常規(guī)的帶狀圖測量無異，即把帶狀范圍內(nèi)的所有地物均詳細(xì)地繪制出來。其方法如下：首先將RTK基站架設(shè)好，進(jìn)行控制點(diǎn)聯(lián)測，解算合格后即可進(jìn)行實(shí)地測量。在測量斷面圖之前先把選好的線路轉(zhuǎn)角進(jìn)行實(shí)地測量，在測量轉(zhuǎn)角坐標(biāo)時(shí)要注意測量的準(zhǔn)確性，一般實(shí)地測量三次，三次測量互差不得大于2cm。測量好轉(zhuǎn)角坐標(biāo)之后，按照線路前進(jìn)方向，依次按照轉(zhuǎn)角號進(jìn)行“建線”測量。在斷面測量時(shí)，測量范圍一定不要超過首級控制點(diǎn)的控制范圍。由于電力測量的特殊性，所以對中線附近的地物起伏要嚴(yán)格描繪，中線經(jīng)由的所有地物要實(shí)測高程，房屋、電力線、樹等要加測懸高（一般用全站儀測得），以免發(fā)生漏測較高地物而使最終的高壓線路架設(shè)無法通過的現(xiàn)象。在線路兩側(cè)有較大起伏時(shí)要注意測量風(fēng)偏。當(dāng)所有斷面都測量結(jié)束之后，即可進(jìn)行斷面圖編輯，然后按照斷面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)排塔，然后進(jìn)行塔位實(shí)測。

4、RTK在塔位實(shí)測中的應(yīng)用

塔位測量是指按照設(shè)計(jì)的塔位坐標(biāo)實(shí)地放置塔基位置的工作。在這道測量工序中要主意每個點(diǎn)位的坐標(biāo)檢查，如果出錯將造成不可過量的錯誤，所以務(wù)必要小心謹(jǐn)慎。作業(yè)方法如下：將塔位坐標(biāo)依次輸入RTK手簿中，利用坐標(biāo)放樣程序認(rèn)真核實(shí)每個塔位，每個塔位要測三次，三次互差不得大于2cm。地勢起伏較大處要進(jìn)行塔基測量（一般用全站儀較方便）。

測量結(jié)束之后進(jìn)行內(nèi)業(yè)編輯。

5、RTK在線路測量中的實(shí)施

（一）定線測量

圖1 RTK定線示意圖

定線測量，就是精確測定線路中心線的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)角點(diǎn)和終點(diǎn)間各線段（即在兩點(diǎn)之間寫出一系列的直線樁）的工作。由于采用GPS定線不需要點(diǎn)與點(diǎn)之間通視，而且RTK能實(shí)時(shí)動態(tài)顯示當(dāng)前的位置，所以施測過程中非常容易控制線路的走向以及其他構(gòu)筑物的幾何關(guān)系（如圖1）。

6、RTK在電力測量中的主要誤差以及改正方法

應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行定位測量時(shí)，其誤差來源一般可以分為以下幾種類型：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差；信號傳播過程中的誤差；觀測誤差和地面接收設(shè)備的誤差；采用軟件的數(shù)學(xué)模型誤差。針對以上誤差來源，結(jié)合RTK工作的特性，在具體實(shí)踐中應(yīng)該注意解決以下幾個關(guān)鍵技術(shù)問題：

6.1 在工作開展前，應(yīng)先做星歷預(yù)報(bào)分析，且盡量挑選衛(wèi)星數(shù)多、衛(wèi)星圖形結(jié)構(gòu)好的時(shí)段進(jìn)行作業(yè)；尤其在電磁波密集的大中型城區(qū)作業(yè)時(shí)，應(yīng)做電臺信號傳播試驗(yàn)，選擇適當(dāng)?shù)念l點(diǎn)以避免TRK電臺信號被其它電磁波信號干擾。

6.2 基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)安置在地勢高、對天通視條件好的高等級控制點(diǎn)上，有利于基站衛(wèi)星信號的接收和電臺數(shù)據(jù)鏈的發(fā)射。

6.3 選用質(zhì)量好的接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件，能夠較好的降低因接收設(shè)備帶來的誤差。而好的數(shù)據(jù)處理軟件能通過有效模型改正，削弱大部分與衛(wèi)星有關(guān)的誤差和信號傳播過程中帶來的誤差。

6.4 多進(jìn)行檢測，包括已知點(diǎn)檢測和異站重點(diǎn)檢測，這是保證RTK數(shù)據(jù)可靠性的有效方式。

6.5 求解準(zhǔn)確的地方坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)。

6.6 初始化的問題。RTK設(shè)備一般都支持動態(tài)初始化，在作業(yè)過程中應(yīng)時(shí)刻注意整周模糊度處于固定狀態(tài)。對于厘米級要求的RTK作業(yè)，浮動解的精度都是不可靠的。

7、RTK在實(shí)施時(shí)應(yīng)注意的問題

在輸電線路測量中，應(yīng)用RTK測量技術(shù)，在實(shí)際操作過程中應(yīng)注意以下幾方面的問題：

第一，實(shí)時(shí)動態(tài)RTK測量時(shí)選用的橢球基本參數(shù)（主要幾何和物理常數(shù)）必須與同一工程各個階段保持一致。

第二，基準(zhǔn)站應(yīng)選擇在地勢開闊和地面植被稀少、交通方便、靠近放樣的網(wǎng)點(diǎn)或轉(zhuǎn)角樁上?；鶞?zhǔn)站應(yīng)以快速靜態(tài)或靜態(tài)作業(yè)模式測定坐標(biāo)和高程。

第三，基準(zhǔn)站發(fā)射天線安裝時(shí)，盡量避開其他無線電干擾源的干擾（如高壓線、通信、電視轉(zhuǎn)播塔、對講機(jī)的發(fā)射使用）和強(qiáng)反射源的干擾。流動站在精確放樣數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)停止對講機(jī)的使用。

第四，進(jìn)行RTK測量，同步觀測衛(wèi)星數(shù)不少于5顆，顯示的坐標(biāo)和高程精度指標(biāo)應(yīng)在±30mm范圍內(nèi)。放樣塔位樁坐標(biāo)值宜事先輸入接收機(jī)控制器（電子簿）中并認(rèn)真校對。當(dāng)放樣顯示的坐標(biāo)值與輸入值差值在±15mm以內(nèi)時(shí)，即可確定塔位樁，并應(yīng)記錄實(shí)測數(shù)據(jù)、樁號和儀器高。

結(jié)束語：

綜上所述，RTK技術(shù)應(yīng)用于線路定線測量，尤其是長距離的線路定線測量，擁有常規(guī)測量技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）操作簡便、作業(yè)方式靈活。定線測量可以連續(xù)進(jìn)行，也可以在任何時(shí)候從線路的任何一點(diǎn)開始，方便多臺儀器協(xié)同作業(yè)。

2） 直觀方便，指示清晰。設(shè)計(jì)的線路在RTK操作屏上非常直觀的顯示在眼前，作業(yè)員看著指示直接上點(diǎn)放樣測量。

3） 投入人員少、效率高。1+n的作業(yè)模式（1個基站加n臺流動站）就相當(dāng)于n臺常規(guī)全站儀組，且每個流動站的作業(yè)速度均要遠(yuǎn)高于常規(guī)1個作業(yè)組的作業(yè)速度。

4） 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢核，成果可靠性增強(qiáng)。實(shí)施過程中隨時(shí)對已知點(diǎn)進(jìn)行檢測，也可方便地實(shí)現(xiàn)異站重點(diǎn)檢測等。

5）誤差不累積、不傳播，精度高。

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