RTK技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)勘測(cè)中的應(yīng)用

鄭洪武 汪 杰

(1.攀枝花市園林綠化處，四川 攀枝花 617000； 2.攀枝花學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000)

RTK技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)勘測(cè)中的應(yīng)用

鄭洪武1汪 杰2

(1.攀枝花市園林綠化處，四川 攀枝花 617000； 2.攀枝花學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000)

簡(jiǎn)述了RTK技術(shù)的概念與優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合RTK技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)勘測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)實(shí)地踏勘、圖上作業(yè)、實(shí)地測(cè)量、室內(nèi)成圖等輸電線(xiàn)路測(cè)量流程進(jìn)行了闡述，并對(duì)RTK測(cè)量中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了解決措施，以提高勘測(cè)質(zhì)量和效率。

RTK技術(shù)，勘測(cè)，流程，坐標(biāo)，系統(tǒng)

1 概述

高壓輸電線(xiàn)路都呈長(zhǎng)帶型分布，長(zhǎng)度都是以公里為單位計(jì)，短則幾公里十幾公里，稍長(zhǎng)則有幾十公里甚至上百公里，沿線(xiàn)地形、地貌復(fù)雜，地勢(shì)起伏大，甚至跨越河流、穿越高山叢林。傳統(tǒng)測(cè)量方法(全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量)都要求滿(mǎn)足通視條件，運(yùn)用傳統(tǒng)方法測(cè)量需要砍伐大量樹(shù)木，嚴(yán)重破壞生態(tài)，且測(cè)量人員工作量大，進(jìn)度緩慢，效率低下。GPS RTK技術(shù)以其操作簡(jiǎn)便，定位速度快，精度高，各點(diǎn)位之間誤差不累積，各測(cè)量點(diǎn)之間無(wú)需通視等優(yōu)點(diǎn)在輸電線(xiàn)路勘測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。GPS(Global Positioning System)是美國(guó)軍方研究建立的一種先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，即全球定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。經(jīng)過(guò)20多年的研究、實(shí)驗(yàn)，已于1994年完成了全球覆蓋率達(dá)98%的24顆衛(wèi)星的布設(shè)。RTK(Real-Time Kinematic)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法測(cè)量技術(shù)，是一種基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，能以厘米級(jí)的精度實(shí)時(shí)提供測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，是GPS應(yīng)用在工程測(cè)量領(lǐng)域的主要技術(shù)手段。

2 輸電線(xiàn)路測(cè)量流程

2.1 踏勘

在農(nóng)網(wǎng)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，業(yè)主單位一般會(huì)提供線(xiàn)路測(cè)取范圍內(nèi)紙質(zhì)或電子地形圖，并結(jié)合轄區(qū)實(shí)際情況初步劃定線(xiàn)路走廊。由于業(yè)主所提供的地形圖測(cè)圖距現(xiàn)在都有一定的時(shí)間差距了，部分地物、地貌可能已有變化，故測(cè)量人員須根據(jù)圖紙實(shí)地踏勘，對(duì)業(yè)主劃定線(xiàn)路走廊進(jìn)行摸底，實(shí)地考察線(xiàn)路可能的轉(zhuǎn)角位置，并查看線(xiàn)路上有無(wú)危險(xiǎn)點(diǎn)、或需避讓的位置。

現(xiàn)場(chǎng)踏勘過(guò)程中還需要注意沿線(xiàn)地形情況，為后續(xù)RTK測(cè)量選擇基站安置位置及控制點(diǎn)布設(shè)位置。

2.2 圖上作業(yè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，在業(yè)主劃定的線(xiàn)路走廊范圍內(nèi)，應(yīng)用地形圖進(jìn)一步確定線(xiàn)路走向。根據(jù)地形圖及現(xiàn)場(chǎng)情況，從圖上獲取高程點(diǎn)和距離，初步排定桿塔位置，初步明確交叉跨越情況，編制桿塔明細(xì)表。

2.3 RTK實(shí)地測(cè)量

1)建立基準(zhǔn)站。RTK定位測(cè)量的數(shù)據(jù)處理是流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間的單基線(xiàn)處理的過(guò)程。輸電線(xiàn)路RTK實(shí)地測(cè)量的第一步就是基準(zhǔn)站的建立，觀測(cè)成果的精度和解算整周模糊度的時(shí)間直接受基準(zhǔn)站選擇好壞的影響。所以，基準(zhǔn)站的選擇是輸電線(xiàn)路RTK測(cè)量的關(guān)鍵工作之一，在選擇基準(zhǔn)站時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：a.為了保證基準(zhǔn)站能連續(xù)高質(zhì)量的跟蹤接收衛(wèi)星信號(hào)，最好將基準(zhǔn)站選擇在周?chē)鸁o(wú)大樹(shù)或其他高大建(構(gòu))筑物的對(duì)空通視條件較好的地方。并要求接收機(jī)天線(xiàn)15°角度范圍內(nèi)無(wú)高大成片障礙物。b.為了保證流動(dòng)站能很好的接收到基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，基準(zhǔn)站應(yīng)選擇在地勢(shì)較高的地方。c.基準(zhǔn)站設(shè)備多，應(yīng)盡量將其選擇在交通便利，易到達(dá)的地方。d.基準(zhǔn)站應(yīng)避免設(shè)置在通信塔、高壓輸電線(xiàn)路、大面積水域、變電站、大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源周邊200 m范圍內(nèi)，以避免發(fā)生多路徑效應(yīng)，或者減少其發(fā)生。e.基準(zhǔn)站應(yīng)安置在堅(jiān)實(shí)地面，并在必要時(shí)安排專(zhuān)人值守。

2)坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置。GPS RTK測(cè)量默認(rèn)是在WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行的，與輸電線(xiàn)路定位測(cè)量坐標(biāo)不是一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，兩者之間需要轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換只需找三個(gè)及以上控制點(diǎn)，在點(diǎn)位上測(cè)量，然后應(yīng)用設(shè)備手簿進(jìn)行三點(diǎn)校核即可。校正好后再到點(diǎn)位測(cè)量，比較坐標(biāo)值，以確保坐標(biāo)系統(tǒng)已成功轉(zhuǎn)換。

3)選線(xiàn)、定線(xiàn)、定位。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成功后即可開(kāi)始線(xiàn)路測(cè)量，首先根據(jù)踏勘后初步選定路線(xiàn)走向的在實(shí)地確定J1,J2，在手簿上建立直線(xiàn)J1-2。然后根據(jù)初步踏勘情況及地形圖等資料，從起點(diǎn)J1開(kāi)始到J1,J2間可能的“危險(xiǎn)點(diǎn)”(避讓點(diǎn))，如村莊、開(kāi)發(fā)規(guī)劃區(qū)、名貴樹(shù)木等點(diǎn)位測(cè)量，用手簿計(jì)算危險(xiǎn)控制點(diǎn)到直線(xiàn)J1-2的垂直距離，看其是否滿(mǎn)足要求。若線(xiàn)路經(jīng)過(guò)“危險(xiǎn)區(qū)域”，則在危險(xiǎn)區(qū)域外選擇并測(cè)量點(diǎn)D1作為危險(xiǎn)控制點(diǎn)，確定J1—D1耐張段，定立轉(zhuǎn)角樁及方向樁。連接D1,J2建立直線(xiàn)，重復(fù)上述方法依次往下確定各耐張段，并標(biāo)注在地形圖中。RTK可直接顯示當(dāng)前位置與所在耐張段直線(xiàn)之間的方位及距離，并指引勘測(cè)人員向線(xiàn)路靠近。測(cè)量人員查閱地形圖可知線(xiàn)路所經(jīng)過(guò)的大致地形，在哪段位置跨越河流、翻越哪個(gè)山頭等，再按RTK和地形圖指引沿線(xiàn)路定下直線(xiàn)樁，在定立直線(xiàn)樁的過(guò)程中可根據(jù)檔距初步確定桿塔位置，線(xiàn)路翻越山頭時(shí)可根據(jù)高差值、平均值憑經(jīng)驗(yàn)初步確定此處是否需要排定桿塔，并測(cè)定不可立桿塔位置(如墳頭、池塘邊)，定下直線(xiàn)樁和方向樁，并在樁上做好標(biāo)記。

4)跨越測(cè)量。在沿線(xiàn)路測(cè)量過(guò)程中，須測(cè)量并記錄線(xiàn)路跨越情況。如在何處以何角度跨越某河流、河流寬度，在何處以何角度跨越何高壓線(xiàn)路、電壓等級(jí)及跨越點(diǎn)高度。一般主要跨越水塘、高壓線(xiàn)路、通信線(xiàn)、道路、水渠等。在交叉跨越測(cè)量過(guò)程中，可依靠全站儀、經(jīng)緯儀或紅外測(cè)距儀等協(xié)助量測(cè)跨越高度及寬度等。

2.4 室內(nèi)成圖

直接導(dǎo)出數(shù)據(jù)，用CAD或?qū)I(yè)測(cè)量后處理軟件展點(diǎn)，連接各耐張段，并將其整理到地形圖上形成路徑圖。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入北京道亨輸電線(xiàn)路專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件中，可生成線(xiàn)路斷面圖。在道亨軟件中斷面圖上根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)實(shí)際情況排定桿塔位置，編制桿塔明細(xì)表，繪制輸電線(xiàn)路施工圖。

3 RTK測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題

RTK技術(shù)雖然降低了輸電線(xiàn)路測(cè)量工作的強(qiáng)度，增加了勘測(cè)的效率。但由于諸多因素的影響可能會(huì)降低測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。通過(guò)實(shí)踐總結(jié)主要存在以下問(wèn)題：1)基站選擇的好壞直接影響流動(dòng)站信號(hào)的強(qiáng)度，若基站選擇不好，流動(dòng)站數(shù)據(jù)可能長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法得到差分固定解，甚至在當(dāng)流動(dòng)站與基站距離不遠(yuǎn)的情況下也無(wú)法得到固定解，需要多次傳遞基準(zhǔn)站，加大了工作量。還可能產(chǎn)生多路徑效應(yīng)等，故基站選擇一定要慎重。2)雖然很多時(shí)候流動(dòng)站在距離基準(zhǔn)站十多公里的情況下仍能很快求得差分固定解，但作業(yè)半徑過(guò)大會(huì)影響數(shù)據(jù)精度，故一般取作業(yè)半徑不超過(guò)7.5 km。3)流動(dòng)站測(cè)量是對(duì)中桿對(duì)中，對(duì)中精度不高，若想提高測(cè)量數(shù)據(jù)精度，可采用三腳架或帶支架的對(duì)中桿。4)每次傳遞基準(zhǔn)站前都應(yīng)該做控制點(diǎn)以供基準(zhǔn)站傳遞后點(diǎn)校核。每次傳遞校核后應(yīng)該到之前的直線(xiàn)樁或測(cè)量點(diǎn)上再次驗(yàn)證是否正確。5)測(cè)量過(guò)程中提防流動(dòng)站“假固定”現(xiàn)象，即流動(dòng)站能獲得差分固定解，但水平殘差和垂直殘差較大。在此種情況下，只需等水平殘差和垂直殘差在達(dá)到精度要求后再測(cè)量即可，為提高精度還可設(shè)置多次測(cè)量取平均值。

4 結(jié)語(yǔ)

RTK能全天候、實(shí)時(shí)提供測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，操作簡(jiǎn)便，外業(yè)組織形式靈活，不受測(cè)點(diǎn)間需互相通視的條件限制，在測(cè)量條件惡劣地區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯，測(cè)量數(shù)據(jù)誤差不累計(jì)，測(cè)量成果質(zhì)量高，結(jié)果能直接導(dǎo)入專(zhuān)業(yè)后處理軟件，方便后續(xù)內(nèi)業(yè)處理工作。在輸電線(xiàn)路測(cè)量中應(yīng)用RTK技術(shù)，能大幅度提高工作效率和質(zhì)量。先進(jìn)技術(shù)的采用能使路徑方案更加優(yōu)化，縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度，減少桿塔數(shù)量，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 張中原，張小諾，高首都.RTK技術(shù)在輸電線(xiàn)路測(cè)量中的應(yīng)用[J].露天采礦技術(shù)，2007(4)：10-12.

[2] 高首都，高曉東，王紹宏，等.RTK在輸電線(xiàn)路測(cè)量中的應(yīng)用問(wèn)題分析[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012，35(4)：59-60.

[3] 寥付勝.GPS RTK技術(shù)在高壓線(xiàn)路測(cè)量中的應(yīng)用[J].電力與資源，2013(4)：26-27.

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The application of RTK technology in rural network survey

ZHENG Hong-wu1WANG Jie2

(1.PanzhihuaGardenDepartment,Panzhihua617000,China;2.SchoolofCivilandArchitecturalEngineering,PanzhihuaUniversity,Panzhihua617000,China)

This paper analyzed simply the concept and advantages of RTK technology, combining with the application examples of RTK technology in rural network survey, elaborated the field reconnaissance, map operation, field survey, indoor mapping and other transmission line measurement processes, and analyzed the problems in RTK measurement, put forward some measures, to improve the survey quality and efficiency.

RTK technology, survey, process, coordination, system

2014-07-11

鄭洪武(1964- )，男，工程師； 汪 杰(1988- )，男，碩士，助教

1009-6825(2014)27-0212-02

TM727.1

A