高壓輸電線路平斷面測量的新方法

李淑銘

摘 要：高壓電路輸電線路平斷面是輸電線路桿塔位置設(shè)計(jì)中的重要參考依據(jù)，所以對(duì)它的精確有效測量必不可少。它的測量難度偏大且耗時(shí)較長，可以被視為是整個(gè)高壓輸電線路施工工作中的重大難點(diǎn)問題。本文希望在明確傳統(tǒng)測量技術(shù)疑難的基礎(chǔ)之上，提出基于GPS-RTK的高壓輸電線路平斷面創(chuàng)新測量方法，通過一系列的技術(shù)研究來證明它對(duì)于工程實(shí)施的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；平斷面測量；GPS-RTK；全站儀；難點(diǎn)問題

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在高壓輸電線路設(shè)計(jì)排桿位過程中，一定要做好輸電線路的平斷面測量工作，主要測量其線路兩旁大約50m范圍內(nèi)對(duì)線路可能產(chǎn)生影響的一切事物，包括道路、管線、建筑物、自然生態(tài)物等等，它的測量比例尺寸為1∶5000，而斷面圖的測量比例尺為1∶500。目前采用全站儀測量高壓輸電線路平斷面的情況較多，但在實(shí)際測量工作中也存在一系列難點(diǎn)問題。

1 傳統(tǒng)全站儀測量高壓輸電線路平斷面的難點(diǎn)問題

目前國內(nèi)多采用傳統(tǒng)全站儀測量方法進(jìn)行高壓輸電線路平斷面測量，從實(shí)際測量效果來看會(huì)發(fā)現(xiàn)影響平斷面測量的因素很多，例如常規(guī)的儀器設(shè)備及測量人員測量水平不佳以外，還有“通視”問題。通視狀況如果不好會(huì)直接影響到全站儀的測量效率，考慮到高壓輸電線路測量工作均在野外進(jìn)行，所以在桿塔較密集地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)平斷面測量困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且測量精確度難以保證。而秋冬季卻常常因?yàn)樘鞖庠颍ù箪F、降水）而影響能見度，導(dǎo)致測量過程中通視效果不佳，采用全站儀測量線路平斷面來配合支站放樣，整體上工作效率相對(duì)低下?？梢娡ㄒ晫?duì)于高壓輸電線路平斷面測量非常重要。

就已有技術(shù)來看，GPS-RTK技術(shù)更加先進(jìn)，它以為性作為基礎(chǔ)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航測量，可實(shí)現(xiàn)全球、全天候、全氣候類型下的持續(xù)實(shí)時(shí)性測量，測量三維坐標(biāo)精確性高且測量速度快，最重要的是它不會(huì)受到通視條件影響。而RTK作為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位技術(shù)系統(tǒng)，它相比于全站儀測量更加高效，可以嘗試分析它的技術(shù)特點(diǎn)以證明利用該技術(shù)的可行性。

2 利用GPS-RTK技術(shù)測量高壓輸電線路平斷面的可行性

首先，GPS-RTK技術(shù)是利用到了GPS差分原理來實(shí)現(xiàn)定位，它所選取的是距離不遠(yuǎn)的兩個(gè)測站，保證在同一時(shí)間進(jìn)行衛(wèi)星測量。該技術(shù)極大程度降低了大氣傳播誤差、衛(wèi)星誤差以及衛(wèi)星鐘差影響，它還在基準(zhǔn)站上專門配備了GPS接收機(jī)進(jìn)行信息觀測，確?；鶞?zhǔn)站無線電臺(tái)將誤差降低到最低水平，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)位置修正與載波相位觀測，滿足相對(duì)定位條件。從技術(shù)高度來講，GPS-RTK系統(tǒng)技術(shù)是能夠獲得厘米級(jí)精度位置坐標(biāo)測量結(jié)果的，它的定位精度最高可達(dá)到<±0.05m。利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行高壓輸電線路選定線測量，它在滿足測量精度要求基礎(chǔ)上還結(jié)合定線階段來確立直線樁、轉(zhuǎn)角樁，利用全站儀來滿足平斷面測量要求，特別是它所提供的直線樁與轉(zhuǎn)角樁都是能通過GPS-RTK技術(shù)所測量獲得的。換言之，它消除了傳統(tǒng)中可能存在的人為架站誤差、儀器設(shè)備誤差以及觀測誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)平斷面的碎部點(diǎn)測量，尤其是提高對(duì)平斷面轉(zhuǎn)角樁、直線樁的測量精度，總體來講它的測量精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全站儀。所以結(jié)合上述討論內(nèi)容可以見得，GPS-RTK技術(shù)對(duì)平斷面測量更有效，它能夠滿足高壓輸電線路運(yùn)營過程中所提出的各種技術(shù)要求。

3 GPS-RTK測量高壓輸電線路平斷面的優(yōu)勢與難點(diǎn)分析

GPS-RTK系統(tǒng)在測量高壓輸電線路平斷面過程中存在優(yōu)勢，也同樣存在一定難點(diǎn)問題，下文也將圍繞這兩點(diǎn)內(nèi)容來展開分析。

3.1 測量技術(shù)優(yōu)勢分析

在利用GPS-RTK系統(tǒng)進(jìn)行高壓輸電線路平斷面測量過程中，它相比于傳統(tǒng)全站儀技術(shù)優(yōu)勢就體現(xiàn)在以下3點(diǎn)。

首先，它的測量精度更高。利用GPS-RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓輸電線路的平斷面精準(zhǔn)測量，它的測量精度更高，且誤差不會(huì)積累。比如說它基于圖根點(diǎn)位置的測量誤差通常都在0.6mm以內(nèi)，其位置測量精度則在5cm以內(nèi)。舉個(gè)例子，該系統(tǒng)在1∶5000的平面圖測量中誤差會(huì)控制在0.001mm以內(nèi)，這相比官方所規(guī)定的中誤差要小許多。另外在斷面高程測量方面，它的檢查測量允許高差為直線樁±0.2m，交叉跨越為±0.3m。危險(xiǎn)斷面點(diǎn)方面平地可允許誤差為±0.2m，整體計(jì)算GPS-RTK系統(tǒng)的高程計(jì)算誤差精度能夠控制在±0.05m以內(nèi)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以這樣理解，GPS-RTK系統(tǒng)的測量精度基本滿足了高壓輸電線路平斷面的斷面高程精度測量要求。

其次，它的測量效率更高。因?yàn)椴皇芡ㄒ晽l件影響，所以利用該系統(tǒng)技術(shù)一次性就可以完成對(duì)目標(biāo)地的測量，不需要像全站儀一樣反復(fù)測量，也不需要進(jìn)行遷站測量，非常方便。根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)得知利用GPS-RTK每日測量所移動(dòng)距離大約在4km～5km，而全站儀要移動(dòng)10km以上，測量效率高下立判。

第三，它的經(jīng)濟(jì)效益更高。采用傳統(tǒng)全站儀測量平斷面需要至少3個(gè)技術(shù)人員和3個(gè)跑鏡人員。而如果采用GPS-RTK系統(tǒng)則只需要1～2個(gè)技術(shù)人員即可，不需要跑鏡人員。所以從整體來看，新技術(shù)在人力、物力、財(cái)力消耗上又相對(duì)較少，對(duì)整個(gè)測量生產(chǎn)工作有效控制是一大利器。

3.2 測量技術(shù)難點(diǎn)分析

該測量技術(shù)依然還存在難點(diǎn)。首先由于它的系統(tǒng)精密，測量精細(xì)化，所以需要處理海量數(shù)據(jù)，整體系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜煩瑣。比如說它不能直接利用平斷面成圖軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即分割成圖能力相比傳統(tǒng)全站儀較為復(fù)雜。

再一方面，在一些交叉跨越式的平斷面測量過程中還需要使用傳統(tǒng)全站儀進(jìn)行輔助。這是因?yàn)槿绻芯€路跨越超過110kV的高壓電力線，GPS-RTK系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重的電磁干擾，導(dǎo)致測量結(jié)果不夠精確，或者某些相對(duì)茂密的叢林中也無法使用GPS-RTK進(jìn)行測量。

4 案例分析

某500kV變電站高壓輸電線路正在實(shí)施改線工程，其施工期間為夏季，高稈作物相對(duì)較多，通視狀況偏差。此時(shí)采用GPS-RTK系統(tǒng)對(duì)其平斷面進(jìn)行測量，同時(shí)也結(jié)合傳統(tǒng)全站儀進(jìn)行對(duì)比施測。測量后總結(jié)二者測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)它們基本滿足所有測量要求，但GPS-RTK系統(tǒng)測量速度更快，例如對(duì)10km段的平斷面測量只用了14h時(shí)間，而全站儀則花費(fèi)了2d時(shí)間。在測量過程中由于存在較多高稈作物，且夏季雨天、霧天較多，這也是全站儀測量相對(duì)偏慢的原因之一，而利用GPS-RTK每天可測量10km以上，遠(yuǎn)超過全站儀測量效率。

結(jié)語

本文簡要分析了突破傳統(tǒng)全站儀測量的先進(jìn)輔助技術(shù)——GPS-RTK綜合測量技術(shù)，它對(duì)于高壓輸電線路平斷面的測量更加精確、快速，且它不會(huì)受到通視等自然條件影響，測量精度、效率及經(jīng)濟(jì)效益都相對(duì)更高，整體上優(yōu)于傳統(tǒng)全站儀測量方法，值得被廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]高春林，朱亞光，常增亮，等.一種高壓輸電線路平斷面測量的新方法[J].電力勘測設(shè)計(jì)，2006（2）：20-22.

[2]孟瑋.輸電線路平斷面測量數(shù)字化系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（25）：449-450.

[3]雷偉剛，陳尚東.基于編碼的RTK GPS架空送電線路平斷面測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[C].全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十五次學(xué)術(shù)信息交流會(huì)論文集，2011：111-115.