gps—rtk技術(shù)在送電線路測(cè)量中的應(yīng)用

1、<p>　　GPS—RTK技術(shù)在送電線路測(cè)量中的應(yīng)用</p><p>　　【摘 要】隨著近幾年我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)力度的加大，電網(wǎng)建設(shè)施工企業(yè)所承擔(dān)的施工任務(wù)也在逐年增加，測(cè)量任務(wù)越來(lái)越多，要求完成的時(shí)間越來(lái)越短，野外地形條件越來(lái)越復(fù)雜，而用現(xiàn)在常規(guī)儀器作業(yè)根本不能縮短時(shí)間，提高效率。GPS—RTK（技術(shù)的出現(xiàn)，給送電線路的施工測(cè)量帶來(lái)了歷史性的變革。本文就GPS-RTK技術(shù)在送電線路測(cè)量中的作業(yè)步驟及應(yīng)用方向

2、做了詳細(xì)探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】GPS-RTK；送電線路；測(cè)量；精度；定位測(cè)量 </p><p>　　一、GPS-RTK的原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì) </p><p>　?。ㄒ唬〨PS-RTK的原理 </p><p>　　GPS（G1obal p0sitioning System）全球定位系統(tǒng)最先是美國(guó)國(guó)防部為軍事目的而研制的導(dǎo)航測(cè)試系統(tǒng)

3、，它能夠提供精確的三維坐標(biāo)和時(shí)間信息。同其他各種差分GPS定位技術(shù)一樣，RT—SKI（Rea1 Time Static Kinematic Post Processing Software）依靠來(lái)自?xún)蓚€(gè)GPS傳感器（sensor）即參考站和流動(dòng)站（Reference And Rover）的同步觀測(cè)信息。 </p><p>　　參考站的傳感器必須設(shè)置在精確的已知坐標(biāo)的點(diǎn)位上，因此，參考站能夠?qū)⒆约旱囊阎鴺?biāo)及接收到

4、的原始數(shù)據(jù)一起發(fā)送到流動(dòng)站，用于計(jì)算流動(dòng)站的位置，這就意味著參考站的數(shù)據(jù)傳輸必須借助于一個(gè)無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器。同時(shí)，流動(dòng)站接收到的數(shù)據(jù)也要通過(guò)一個(gè)無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。流動(dòng)站坐標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)顯示及記錄均將建立在參考站的已知坐標(biāo)之上。這種測(cè)量方法所獲得的基線精度為1cm+2ppm左右。 </p><p><b>　?。ǘ┘夹g(shù)優(yōu)勢(shì) </b></p><p><b>

5、;　　1、通視要求低 </b></p><p>　　常規(guī)儀器（經(jīng)緯儀/全站儀）作業(yè)，測(cè)站和鏡站之間必須通視，如果不通視必須砍去莊稼和樹(shù)木，賠償是一筆不小的數(shù)目，而現(xiàn)在所有勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)都不允許砍樹(shù)，這樣常規(guī)儀器作業(yè)根本做不到。而采用GPS-RTK技術(shù)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間、移動(dòng)站和移動(dòng)站之間則不需要通視，避免了砍伐林木，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)降低了經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p><b&g

6、t;　　2、作業(yè)距離長(zhǎng) </b></p><p>　　GPS-RTK技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是作業(yè)半徑長(zhǎng)，其作業(yè)半徑為15km，而常規(guī)儀器的作業(yè)半徑僅為3km，一旦超出作業(yè)范圍則必須搬站。 </p><p><b>　　3、誤差積累小 </b></p><p>　　常規(guī)儀器作業(yè)會(huì)產(chǎn)生誤差積累，儀器的對(duì)中整平精度不高、定向的鏡站扶桿誤差，

7、都會(huì)造成很大的偏差；而采用GPS-RTK技術(shù)雖然也會(huì)有扶桿誤差，但不會(huì)積累，通過(guò)手簿軟件可快速準(zhǔn)確地放出直線樁，每個(gè)直線樁產(chǎn)生的誤差都是測(cè)量該樁時(shí)獨(dú)自產(chǎn)生的，不會(huì)受上一測(cè)量點(diǎn)誤差影響，也不會(huì)傳導(dǎo)給下一測(cè)量點(diǎn)。 </p><p><b>　　4、獨(dú)立性好 </b></p><p>　　GPS-RTK技術(shù)較常規(guī)儀器具有很好的獨(dú)立性，常規(guī)儀器往往要求協(xié)同作業(yè)，選線和測(cè)線不能

8、分開(kāi)，測(cè)站和鏡站也必須配合作業(yè)，這樣容易給測(cè)量工作帶來(lái)諸多麻煩，導(dǎo)致測(cè)量進(jìn)度的滯后。GPS-RTK的基站和移動(dòng)站是相對(duì)獨(dú)立的，選線和測(cè)線靈活機(jī)動(dòng)，相互配合可使進(jìn)度得到大大提升。 </p><p><b>　　5、不受氣候影響 </b></p><p>　　常規(guī)儀器作業(yè)受天氣影響，有霧、雨天等能見(jiàn)度不好的天氣將不能作業(yè)；而GPSRTK技術(shù)不受天氣影響，靠衛(wèi)星定位作業(yè)，除

9、了人的因素外，對(duì)于測(cè)量來(lái)說(shuō)可實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)。 </p><p>　　6、精度可靠性較常規(guī)儀器高 </p><p>　　盡管常規(guī)儀器作業(yè)精度較高，但直線段稍遠(yuǎn)無(wú)法保證5cm的精度；而GPS-RTK技術(shù)靠衛(wèi)星定位，在作業(yè)范圍內(nèi)都能保證3cm內(nèi)的精度。實(shí)際上，如不考慮扶桿誤差，GPS-RTK技術(shù)測(cè)量精度可以達(dá)到2cm以?xún)?nèi)。 </p><p>　　二、GPS-RTK技術(shù)在送

10、電線路測(cè)量中的作業(yè)步驟 </p><p>　?。ㄒ唬┦占瘻y(cè)區(qū)的控制點(diǎn)資料 </p><p>　　首先收集測(cè)區(qū)的控制點(diǎn)資料，包括控制點(diǎn)的坐標(biāo)、等級(jí)、中央子午線、坐標(biāo)系、是常規(guī)控制網(wǎng)還是GPS控制網(wǎng)、控制點(diǎn)的地形和位置環(huán)境是否適合作為動(dòng)態(tài)GPS的參考站。 </p><p>　?。ǘ┣蠖y(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù) </p><p>　　GPS-RTK測(cè)量是在W

11、GS-48坐標(biāo)系中進(jìn)行的，而電力線路測(cè)量定位是在當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)或我國(guó)的北京54或西安80坐標(biāo)上進(jìn)行的，這之間存在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。GPS靜態(tài)測(cè)量中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是在事后處理時(shí)進(jìn)行的。而GPS- RTK是用于實(shí)時(shí)測(cè)量的，要求給出當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)，這使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作更顯得重要。 </p><p>　　坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的必要條件是：至少3個(gè)以上的大地點(diǎn)分別有WGS一84地心坐標(biāo)和北京54坐標(biāo)或西安80坐標(biāo)，利用轉(zhuǎn)換模型解求轉(zhuǎn)換參數(shù)。此參數(shù)控制線

12、路一般為30km左右；一套轉(zhuǎn)換參數(shù)控制一段線路，以轉(zhuǎn)角為分段點(diǎn)。 </p><p>　　（三）參考站的選定和建立 </p><p>　　參考站的安置是順利實(shí)施動(dòng)態(tài)GPS的關(guān)鍵之一，參考站的安置要滿足下列條件： </p><p>　　1、參考站應(yīng)有正確的已知坐標(biāo)。 </p><p>　　2、參考站應(yīng)選在地勢(shì)較高，天空較為開(kāi)闊，周?chē)鸁o(wú)高度角超過(guò)1

13、0°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號(hào)的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置。 </p><p>　　3、為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應(yīng)的影響，周?chē)鸁o(wú)GPS信號(hào)反射物（大面積水域，大型建筑物等），無(wú)高壓電線、電視臺(tái)、無(wú)線電發(fā)射站、微波站等干擾源。 </p><p>　　4、參考站應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、不易破壞的位置。參考站選定后，可以采用GPS布網(wǎng)（或靜態(tài)定位）的方法測(cè)定，在滿足精度要求的情況下也可以將基準(zhǔn)站

14、GPS設(shè)在原控制點(diǎn)上，用GPS流動(dòng)站將坐標(biāo)傳過(guò)去。 </p><p>　?。ㄋ模┕こ添?xiàng)目?jī)?nèi)業(yè)設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置 </p><p>　　1、當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系（例如北京45坐標(biāo)系）的橢球參數(shù)：長(zhǎng)半軸和扁率倒數(shù)。 </p><p><b>　　2、中央子午線。 </b></p><p>　　3、測(cè)區(qū)坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。 </p&g

15、t;<p><b>　?。ㄎ澹┮巴庾鳂I(yè) </b></p><p>　　將基準(zhǔn)站 GPS接收機(jī)安置在參考點(diǎn)上，打開(kāi)接收機(jī)，輸入精確的北京54坐標(biāo)和天線高度，基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)將北京54坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WGS一84坐標(biāo)，同時(shí)連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)射電臺(tái)將其測(cè)站坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)發(fā)送出去。流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)

16、自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后獲得流動(dòng)站的三維WGS一84坐標(biāo)，最后再通過(guò)與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84轉(zhuǎn)為北京54坐標(biāo)。接收機(jī)還可將實(shí)時(shí)位置與設(shè)計(jì)值相比較，指導(dǎo)放樣到正確位置。 　　三、GPS-RTK技術(shù)在送電線路測(cè)量中的應(yīng)用方向 </p><p><b>　?。ㄒ唬┻x線測(cè)量 </b></p><p>　　選線測(cè)量時(shí)GPS-RTK技術(shù)在送電線路測(cè)量中的一大應(yīng)

17、用方向。在進(jìn)行選線測(cè)量時(shí)，必須遵循一些基本原則，比如避開(kāi)重要建筑及地質(zhì)條件不好的地區(qū)，要盡量少拆房屋，在跨越鐵路、公路并且與通訊光纜、一、二級(jí)通訊線交叉時(shí)要符合相關(guān)部門(mén)的要求等。在選線測(cè)量中，對(duì)線路走徑有影響的地區(qū)要用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出相應(yīng)坐標(biāo)，利用相關(guān)軟件生成CAD圖，再在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行路徑的調(diào)整，從而確定出最終的線路走徑和各轉(zhuǎn)角的坐標(biāo)。 </p><p>　　具體作業(yè)時(shí)在1/5萬(wàn)或其它比例尺走徑圖

18、上預(yù)設(shè)好參考站點(diǎn)，使其能被合理有效利用，每一參考站應(yīng)能完成一個(gè)以上直線段的定線及定位工作，同一直線段應(yīng)使用同一參考站。參考站坐標(biāo)可以采用假設(shè)或圖解取得，后續(xù)參考站可以從上一個(gè)參考以動(dòng)態(tài)控制點(diǎn)的方式傳遞，并在每個(gè)參考站附近設(shè)校核點(diǎn)，架好參考站后均對(duì)校核點(diǎn)進(jìn)行校測(cè)。 </p><p>　　（二）定線定位測(cè)量 </p><p>　　在確定了線路走徑及各轉(zhuǎn)角坐標(biāo)之后，根據(jù)塔位坐標(biāo)可使用RTK的定位

19、功能確定塔位的實(shí)際位置。具體做法是將塔位點(diǎn)的坐標(biāo)輸入手簿，這樣系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定出塔位的準(zhǔn)確位置。 </p><p>　　定線測(cè)量是在GPS手簿中輸入塔位點(diǎn)的坐標(biāo)，然后建立一條基準(zhǔn)線，系統(tǒng)便會(huì)在手簿的屏幕上顯示一個(gè)單位圓和所確定的那條主線，并能夠?qū)崟r(shí)顯示出流動(dòng)站的實(shí)際位置和距離主線的距離及偏離主線的角度，這樣可以引導(dǎo)流動(dòng)站不斷接近主線位置，直到流動(dòng)站與主線完全重合，便可確定兩個(gè)轉(zhuǎn)角塔之間的直線塔的位置，測(cè)定其平面坐

20、標(biāo)和高程，從而確定出兩個(gè)轉(zhuǎn)角塔之間在直線上的其他點(diǎn)位。 </p><p>　?。ㄈ┚嚯x和高差測(cè)量 </p><p>　　按照設(shè)計(jì)單位排定的桿塔布置圖，確定線路的轉(zhuǎn)角樁后就是確定直線樁的樁位。利用GPS-RTK的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的功能，將各轉(zhuǎn)角坐標(biāo)輸入，然后利用兩個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)定義直線，再在實(shí)地放樣該直線，直接測(cè)出各直線樁里程，只要保證直線樁跟兩轉(zhuǎn)角樁在同一直線上，再根據(jù)測(cè)平斷面圖的需要在其間敲訂直

21、線樁。 </p><p>　?。ㄋ模y(cè)繪中小比例尺地形圖 </p><p>　　高壓輸電線路的選線設(shè)計(jì)通常都是在1∶1萬(wàn)或1∶5萬(wàn)地形圖以及1∶5千比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行的。應(yīng)用GPS-RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，只需在野外采集碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)和其屬性信息，在現(xiàn)場(chǎng)即可編輯成圖，這種方法采集速度快，工作方法簡(jiǎn)便，可大大降低測(cè)圖的難度，既省時(shí)又省力。以上兩種測(cè)圖方法各有不同的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于100km以上的線路

22、，通常采用航測(cè)方法成圖，對(duì)于100km以下的線路，通常應(yīng)用GPS-RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，采用工測(cè)方法成圖。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　綜上，GPS-RTK技術(shù)不僅能達(dá)到較高的定位精度，而且在線路測(cè)量的各個(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此GPS-RTK技術(shù)在送變電工程測(cè)量領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 </p><p>&

23、lt;b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]石景旺.基于GPS-RTK技術(shù)的管道線路工程測(cè)量研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010.5. </p><p>　　[2]李佳川.管線工程測(cè)量技術(shù)方法探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010.7. </p><p>　　[3]侯建武.GPS-RTK技術(shù)在電力線路測(cè)量中的應(yīng)用[J].沿海企業(yè)與科技，