芻議GPS—RTK技術(shù)在輸電線路測(cè)量中的應(yīng)用情況

【摘要】傳統(tǒng)的輸電線路測(cè)量工作具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作周期長(zhǎng)、精準(zhǔn)度較低的缺點(diǎn)。目前使用的GPS-RTK能夠避免以上問題。本文主要對(duì)GPS-RTK的精準(zhǔn)情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)其工作原理以及應(yīng)用方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，最后分析輸電線路測(cè)量工作中應(yīng)注意的問題。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK；輸電線路

在上世紀(jì)九十年代初期，GPS技術(shù)已開始應(yīng)用在電力工程當(dāng)中，經(jīng)過多年的發(fā)展，GPS技術(shù)已經(jīng)從原來的單頻GPS、靜態(tài)GPS、快速GPS發(fā)展到目前的GPS-RTK技術(shù)。我國(guó)輸電線路測(cè)量與GPS技術(shù)的發(fā)展方向始終一致。隨著GPS技術(shù)應(yīng)用的廣泛，輸電線路測(cè)量的工作效率以及精準(zhǔn)度大大提高，并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的輸電線路的測(cè)量。由此可見，GPS技術(shù)已成為輸電線路測(cè)量的主要技術(shù)之一。

RTK定位技術(shù)的崛起，是GPS定位技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，RTK技術(shù)的興起，讓線路導(dǎo)航成功實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)方位測(cè)量。當(dāng)GPS-RTK應(yīng)用在桿塔方位時(shí)，可以有效避免傳統(tǒng)航測(cè)中依靠體力才能完成的程序，如串通直線、定線測(cè)量、樁間距離與高差測(cè)量等工序，從而有效簡(jiǎn)化了定位放樣的相關(guān)工序，并大量節(jié)省了人力和物力，從而有效提高工作效率。此外，由于該技術(shù)的崛起，還能有效地避免樹林或地物的砍伐與拆除，避免破壞生態(tài)平衡，保護(hù)自然環(huán)境。目前，GPS-RTK已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到輸電線路的測(cè)量工作中，下文進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1、GPS-RTK實(shí)施的作業(yè)流程

1.1收集測(cè)區(qū)中控制點(diǎn)的資料

測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的相關(guān)資料一定要進(jìn)行收集，其中包括：坐標(biāo)、等級(jí)、中央子午線、坐標(biāo)系、控制點(diǎn)的地形位置、環(huán)境是否適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)GPS等。

1.2測(cè)定區(qū)域轉(zhuǎn)換參數(shù)

在輸電線路設(shè)計(jì)施工的過程中，一般會(huì)采用1954北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系進(jìn)行。然而，GPS-RTK測(cè)量后獲得的是WGS-84坐標(biāo)，因此，必須要將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，下面對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

第一，三維轉(zhuǎn)換模式。在空間直角坐標(biāo)下可以進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換模式，參數(shù)可分為七參數(shù)或三參數(shù)。其中七參數(shù)的轉(zhuǎn)換模型較為嚴(yán)謹(jǐn)，因此可以使用在大區(qū)域范圍內(nèi)。三參數(shù)由于較為簡(jiǎn)單，因此可以使用在較小的區(qū)域范圍內(nèi)。

第二，平面加高程轉(zhuǎn)換模式。該模式主要是利用平面轉(zhuǎn)換和高程轉(zhuǎn)換兩者分別進(jìn)行，再進(jìn)行整合。該方法具有可行性高、容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，也適用于小區(qū)域范圍內(nèi)。

1.3參考站的選擇和建立

參考站的選擇和建立必須要滿足以下幾點(diǎn)條件：

第一，參考站必須要有正確的已知坐標(biāo)。

第二，參考站盡量選擇在地勢(shì)較高、較為廣闊的地方，從而有利于衛(wèi)星信號(hào)的接收和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)射。

第三，為了能有效防止發(fā)射數(shù)據(jù)的丟失，參考站應(yīng)該建立在無信號(hào)反射物、無高壓線、無電視臺(tái)站等抗干擾物的地方。

第四，參考站應(yīng)該建立在堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)上，避免對(duì)土壤造成破壞。

在進(jìn)行參考站的選定工作之后，可以利用GPS靜態(tài)定位的方法進(jìn)行測(cè)定，并利用GPS流動(dòng)站將坐標(biāo)等信息進(jìn)行傳遞。

1.4野外作業(yè)

在進(jìn)行野外作業(yè)的時(shí)候，工作人員要將基準(zhǔn)站GPS接收器安置在參考點(diǎn)上，并精準(zhǔn)輸入1954北京坐標(biāo)系以及天線的高度，讓基準(zhǔn)站GPS接收器將1954北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為GPS-RTK測(cè)量獲得的WGS-84坐標(biāo)系，并同時(shí)對(duì)所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收，然后將坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤情況等信息通過發(fā)射臺(tái)發(fā)送出去。流動(dòng)站接收機(jī)在對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)跟蹤的同時(shí)也對(duì)基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，最后再利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成1954北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系。

1.5地形圖更新測(cè)量

工作人員要根據(jù)地形圖對(duì)輸電線路進(jìn)行選擇，地形圖的比例通常為1：5000左右，對(duì)于規(guī)模較大的輸電線路則通常采用航測(cè)成圖。然而航測(cè)成圖的成本周期較高，項(xiàng)目要求時(shí)間也較緊，因此要選擇RTK對(duì)原本地形圖進(jìn)行不斷更新，從而達(dá)到成圖的效果。在進(jìn)行地形圖更新的過程中，由于RTK測(cè)量的速度較快，從而大大降低了難度，因此，對(duì)適合使用RTK作業(yè)的地方直接使用RTK進(jìn)行測(cè)量，以節(jié)省測(cè)量的時(shí)間。而對(duì)于不能進(jìn)行RTK作業(yè)條件的地方，工作人員可以進(jìn)行RTK布置控制點(diǎn)，并進(jìn)行碎部測(cè)量。

1.6定線防線

當(dāng)輸電線路的方案確定之后，工作人員可以在實(shí)地對(duì)線路的起止點(diǎn)、轉(zhuǎn)角點(diǎn)以及交叉點(diǎn)等位置進(jìn)行標(biāo)記。除了對(duì)這些點(diǎn)的中心位置進(jìn)行標(biāo)出之外，工作人員還必須確定方向樁、直線樁以及轉(zhuǎn)角大小。此外，在進(jìn)行測(cè)量的過程中，工作人員只需要將各個(gè)樁點(diǎn)的坐標(biāo)系數(shù)準(zhǔn)確輸入到GPS系統(tǒng)中，便能夠定出放樣的點(diǎn)位。另外，由于點(diǎn)位的測(cè)量互相獨(dú)立，因此不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，放樣的精準(zhǔn)度較高。

1.7斷面測(cè)量

斷面測(cè)量主要指的是對(duì)沿線路中心和兩邊線方向的地形起伏特征變化點(diǎn)高度和距離進(jìn)行測(cè)量。斷面測(cè)量主要分成橫斷面測(cè)量和縱斷面測(cè)量，其中橫斷面測(cè)量主要指的是沿線路中心的垂直方向?qū)Φ匦巫兓癄顟B(tài)進(jìn)行測(cè)量；縱斷面測(cè)量則指的是沿線路中心線對(duì)各個(gè)點(diǎn)地形的變化情況進(jìn)行測(cè)量。下面對(duì)這兩方面的測(cè)量進(jìn)行詳細(xì)介紹。

第一，工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過數(shù)據(jù)處理方式，對(duì)斷面圖進(jìn)行輸出。

第二，工作人員可以利用GPS-RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)各個(gè)樁位置高程以及間距，對(duì)各個(gè)樁位到起點(diǎn)之間的累計(jì)距離進(jìn)行計(jì)算。

第三，可以對(duì)中線上各個(gè)碎部點(diǎn)與樁位的距離進(jìn)行測(cè)定計(jì)算，從而繪制出斷面示意圖。

測(cè)量工作可以直接使用GPS-RTK進(jìn)行，在測(cè)量獲得數(shù)據(jù)之后，可以進(jìn)行相關(guān)處理并獲得斷面圖。

2、GPS-RTK測(cè)量中的注意事項(xiàng)

第一，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量的時(shí)候，各個(gè)工程階段中的橢球基本參數(shù)應(yīng)該保持一致。第二，基準(zhǔn)站的選擇應(yīng)該在地面開闊、植被少的區(qū)域內(nèi)，并以快速靜態(tài)模式對(duì)坐標(biāo)和高程進(jìn)行測(cè)量。第三，在進(jìn)行天線安裝的過程中，由于高壓線、電視轉(zhuǎn)播塔、通信等方面會(huì)對(duì)基準(zhǔn)站天線造成困擾，因此要盡量避開，以免造成干擾。此外，在進(jìn)行精確放樣數(shù)據(jù)的采集時(shí)，工作人員要避免使用對(duì)講機(jī)，避免造成干擾。第四，在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，同步觀測(cè)衛(wèi)星的數(shù)量要≥5個(gè)，測(cè)量所顯示的坐標(biāo)與高程精度指標(biāo)應(yīng)該在±30mm范圍內(nèi)。由于RTK精度與距離有關(guān)，距離越大，其精準(zhǔn)度就越低，因此必須要控制好作業(yè)半徑，一般情況下，市區(qū)內(nèi)應(yīng)控制在5km范圍以內(nèi)，郊區(qū)應(yīng)該控制在8km范圍以內(nèi)。

結(jié)束語

輸電線路測(cè)量中使用GPS-RTK技術(shù)，能夠更好地進(jìn)行地圖測(cè)量、更新、定線防線、斷面測(cè)量等方面的工作。因此，隨著先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，工作人員對(duì)各地輸電線路的測(cè)量確定，GPS-RTK技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，工作人員必須要按照相關(guān)規(guī)定和流程進(jìn)行測(cè)量，從而提高輸電線路測(cè)量的精準(zhǔn)度。

參考文獻(xiàn)

[1]趙娜.GPS-RTK在輸電線路測(cè)量中的應(yīng)用[J].礦山測(cè)量，2012.01（02）.

[2]蔣鴻飛.GPS-RTK技術(shù)在輸電線路測(cè)量中的創(chuàng)新應(yīng)用思路探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011.02（07）.