電力線路CORS測量的相關(guān)應(yīng)用方向及工程實例探討

張亮

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.080

摘 要：CORS應(yīng)用于電力線路工程測量，主要包括采用網(wǎng)絡(luò)RTK進行帶狀地形圖的繪制，電力線路中線的測設(shè)，電力線路縱、橫斷面圖測量等，該文分析了CORS線路勘測的主要內(nèi)容，進而詳細研究了外業(yè)施測的內(nèi)容，最后探討了觀測數(shù)據(jù)的分析思路，證明了CORS測量滿足線路勘測的要求。

關(guān)鍵詞：CORS 線路 工程測量 觀測數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（c）-0080-03

傳統(tǒng)的電力線路勘測工作辛苦且繁瑣，存在著勘測周期長、工作效率低等諸多問題。從經(jīng)緯儀的偏角法，全站儀的極坐標法，設(shè)置基站并采用電臺通訊的常規(guī)RTK測量到目前基于CORS的網(wǎng)絡(luò)RTK實時放樣，最大限度地減輕電力線路勘測工作量、提高電力線路勘測效率和勘測精度，一直是電力線路勘測工作者孜孜以求的目標。CORS應(yīng)用于電力線路工程測量，主要包括采用網(wǎng)絡(luò)RTK進行帶狀地形圖的繪制，電力線路中線的測設(shè)，電力線路縱、橫斷面圖測量等。在此次試驗中由于時間有限，沒有對電力線路工程的整個測量過程進行試驗，重點介紹了電力線路中線的定線測量和電力線路的縱橫斷面測量的過程、數(shù)據(jù)的處理并進行了精度分析。

1 工程概況

筆者所在單位對某電力線路進行了定線測量、縱斷面測量、施工控制點測量等測量工作。該工程是某市重點項目之一。測區(qū)內(nèi)地勢平坦，交通方便，但沿途建筑物較密集，車流量較大，通視條件不好。采用常規(guī)方法測量工作任務(wù)重、效率低。

2 測量內(nèi)容

測量內(nèi)容如圖1所示。

2.1 繪制大比例尺帶狀地形圖

在電力線路選線時通常是在大比例尺（1∶1 000或1∶2 000）帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)方法測圖，要先進行控制測量，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。傳統(tǒng)的地形控制測量采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)得方法來實測，這些方法最大的缺點就是受地形條件影響較大，要求相鄰控制點間必須通視。在技術(shù)規(guī)范中對圖形、邊長有相應(yīng)的要求，在野外踏勘、選點、埋設(shè)標記過程中花費大量的人力和物力。與此同時在外業(yè)施測過程中不能實時知道導(dǎo)線的精度是否滿足技術(shù)要求。外業(yè)完成后回到室內(nèi)進行平差處理后，一旦不滿足技術(shù)要求須返工重測。用GNSS靜態(tài)模式進行控制測量為了保證控制網(wǎng)的精度和可靠性，需要加強控制網(wǎng)的幾何強度，增加閉合條件，延長觀測時間取得大量冗余觀測。

傳統(tǒng)的碎部測量是根據(jù)測區(qū)內(nèi)已有的圖根控制點使用全站儀進行測圖。在測量過程中要求控制點與碎部點要通視，當某待測碎部點與測站點不通視時需要臨時支點或?qū)x器搬至下個圖根控制點上再測一該碎部點。在地形條件復(fù)雜、建筑物密集的測區(qū)搬站次數(shù)較多，工作效率低下。常規(guī)RTK測量需要將參考站安置在精度較高的已知坐標點上，當測區(qū)內(nèi)無控制點時使用起來很不方便。

常規(guī)RTK測量是利用臨時的單個參考站向流動站發(fā)送差分信息的，一旦參考站發(fā)生錯誤或者出現(xiàn)故障，流動站的點位精度得不到保障。而且常規(guī)RTK測量的流動站點位精度隨著參考站與流動站距離的增加而顯著降低。這種作業(yè)模式的服務(wù)范圍一般不能超過10 km。

GNSS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)打破了常規(guī)RTK中流動站和參考站距離較近的限制，增大了流動站與參考站的作業(yè)距離。用戶作業(yè)范圍可由最多20 km擴大到50～70 km甚至更遠。并且能夠完全保證精度。利用CORS下網(wǎng)絡(luò)RTK進行測圖，真正意義上地改變了傳統(tǒng)的、控制后碎部的測圖模式。這種作業(yè)模式是利用幾個永久性的參考站同時向流動站發(fā)送差分信息，極大地提高了流動站點位精度。理論上整網(wǎng)范圍內(nèi)的流動站點位精度是相同的，與此同時差分服務(wù)范圍擴展到網(wǎng)外60 km。在一些舊線路改造工程中，在精度要求允許的情況下可以將GNSS天線和數(shù)據(jù)電臺天線固定在機動車上，只需機動車沿著原有電力線路連續(xù)地行走即可完成測量工作，這樣大大地提高測量速度，減輕外業(yè)測量的勞動強度。

2.2 電力線路中線測設(shè)

在完成電力線路線形圖上定線后，需將電力線路中線在地面標定出來。傳統(tǒng)的放樣方法是根據(jù)電力線路的設(shè)計參數(shù)計算出中樁的樁號和設(shè)計坐標（一般每隔20 m或50 m及其倍數(shù)設(shè)立一個整樁，在地形變坡地，曲線的主點處，土質(zhì)變化及地質(zhì)不良地段，與已有建筑物、構(gòu)筑物相交的地方設(shè)立加樁）。然后將全站儀安置在控制點上進行放樣。這種放樣方法需要控制點與放樣點之間通視，放樣點的誤差不均勻。采用CORS下網(wǎng)絡(luò)RTK放樣，只需將中線樁點的坐標輸入GNSS手簿中，系統(tǒng)就會定出放樣的點位。由于每個點的測量都是獨立完成的，不會產(chǎn)生累積誤差，各點放樣精度趨于一致。因此運用網(wǎng)絡(luò)RTK放樣真正實現(xiàn)了單機作業(yè)，測量員只要手持GNSS接受機就可獨立完成電力線路中樁測設(shè)。

2.3 電力線路縱橫斷面測量

電力線路中線測量完成以后，還必須進行電力線路縱、橫斷面測量?？v斷面測量是測定各中樁地面高程并繪制電力線路縱斷面圖，用于路線的縱坡設(shè)計；橫斷面測量是測定各中樁處垂直于中線的地形起伏狀態(tài)并繪制橫斷面圖，用于路基設(shè)計、土石方計算和施工時的邊樁放樣。傳統(tǒng)的電力線路縱斷面測量方法是在設(shè)計電力線路沿線布設(shè)臨時水準點，這些臨時水準點和國家級水準點構(gòu)成附合水準路線，利用水準儀測出兩水準點之間的高差，在滿足閉合差允許范圍內(nèi)進行平差計算得出臨時水準點的高程；隨后把這些已知高程的臨時水準點作為起算點，通過水準測量的方法計算出各中樁的高程。這種作業(yè)模式施測過程中測站較多，特別是在地勢起伏較大的地區(qū)測量，工作量相當繁重。利用全站儀具有三維坐標測量的功能，在中樁放樣過程中就順便測量出中樁的高程，避免了重復(fù)測量工作。在測量過程中需要測站點和待測點需要通視，在地形復(fù)雜的地區(qū)也存在搬站測數(shù)較多的問題。

采用CORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)改變了傳統(tǒng)的測量模式，電力線路中線確定后，根據(jù)采集的中線樁點坐標通過繪圖軟件便可繪出電力線路縱橫斷面圖。加拿大魁北克省交通廳用特制的汽車實施GNSS RTK動態(tài)測量繪制電力線路斷面，獲得良好效果。與傳統(tǒng)方法相比，在精度、經(jīng)濟、實用各方面都有明顯優(yōu)勢。

3 外業(yè)施測

在施測前制定了測量方案。包括依據(jù)有關(guān)標準指出作業(yè)方法和技術(shù)要求、保證質(zhì)量的主要措施和要求等，投入儀器設(shè)備：LEICA GX1230 GNSS雙頻接收機1臺，NIKON全站儀（2"）1臺，DS3水準儀1臺。完成了以下具體測量任務(wù)。

（1）電力線路中線測設(shè)：根據(jù)電力線路現(xiàn)狀邊線進行內(nèi)業(yè)解算電力線路中線樁號和中樁坐標，每隔20 m解算一個中樁，在單位門口，地形變坡地，有電力線路相交的地方進行加樁。利用網(wǎng)絡(luò)RTK的放樣功能將上述解算的點放于實地，用全站儀進行坐標回采，差值均在±5 cm內(nèi)。

（2）縱斷面測量：是在中線測設(shè)的基礎(chǔ)上進行的。以測區(qū)附近已有4等水準點為高程起算點，按照圖根水準的精度要求（附合線路閉合差 （mm），L為附合路線長度（km），沿中樁逐樁布設(shè)為附合水準路線經(jīng)過平差計算后得出施測樁位的地面高程。測量完畢將同一個中樁點的水準高程和RTK采集高程作比較，差值均在±4 cm內(nèi)。差值大的應(yīng)分析原因，防止粗差出現(xiàn)。

（3）施工控制點測量：利用RTK的數(shù)據(jù)采集功能，在相交電力線路口施工范圍外選擇了4個施工控制點。施工控制點采用三腳架方式獨立測量兩測回取平均值，每次觀測歷元數(shù)不應(yīng)少于30個，兩次測量平面坐標分量差值不應(yīng)大于±2 cm，如果超限應(yīng)重新測量。測量完畢應(yīng)用全站儀對控制點距離進行檢測，檢測相對誤差不應(yīng)大于l/4 000。

4 觀測數(shù)據(jù)分析

觀測完成后，對觀測數(shù)據(jù)進行了以下3項的對比。

通過表1可以看出：在測設(shè)完中樁，通過RTK回采中樁高程與經(jīng)水準點聯(lián)測平差計算后出的高程比較，高程差值最大值出現(xiàn)在樁號為k0+380處，最大值為-0.025 m，滿足差值均在±4 cm內(nèi)的要求。在該次試驗中RTK高程測量的高精度取決于該市似大地水準面模型的建立。

通過表2、表3可以看出：用RTK對施工控制點獨立測量兩測回后，兩次觀測值差值最大值出現(xiàn)在T1處，最大值為 mm，滿足兩次測量平面坐標分量差值均不應(yīng)大于±2 cm的要求。對控制點坐標取其平均值后，通過坐標反算計算出T1-T2、T3-T4的距離，隨后用全站儀對控制點距離進行檢測，相對誤差最大值出現(xiàn)在邊T3-T4處，最大值為1/30 854。相對誤差均滿足不應(yīng)大于1/4 000的要求。

參考文獻

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