淺談如何提高GPS線路復(fù)測效率

摘要：大部分高壓輸電線路都設(shè)計在高山大嶺上，高山大嶺限制了經(jīng)緯儀、全站儀的使用，為復(fù)測找樁增加了難度。隨著科技的發(fā)展，GPS逐漸應(yīng)用到線路測量中。但伴隨著社會電力需求量的快速增長，現(xiàn)在的GPS線路復(fù)測效率已經(jīng)漸漸不能滿足社會需求，因此提高GPS線路的復(fù)測效率成為當前急需解決的問題。

關(guān)鍵詞：GPS；線路復(fù)測效率；RTK；高壓輸電線路；復(fù)測找樁 文獻標識碼：A

中圖分類號：P258 文章編號：1009-2374（2015）32-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.012

1 GPS在線路復(fù)測中的應(yīng)用

由于經(jīng)濟的發(fā)展與土地資源的珍貴，青苗賠償難度大，現(xiàn)大部分高壓輸電線路都設(shè)計在高山大嶺上。高山大嶺中限制了經(jīng)緯儀、全站儀的使用，為復(fù)測找樁增加了難度。隨著科技的發(fā)展，GPS漸漸應(yīng)用到線路測量中，GPS的使用主要應(yīng)用到RTK技術(shù)：RTK（Real Time Kinematic）即實時動態(tài)測量，它實現(xiàn)的是實時全球定位，又稱載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)。它能夠?qū)崟r提供測站點在指點坐標系中的三維定位坐標，并達到厘米級精度。RTK系統(tǒng)通過基準站將接收到的衛(wèi)星信號通過無線通信網(wǎng)實時發(fā)給用戶，用戶接收機將接收到的衛(wèi)星信號和收到基準站信號實時聯(lián)合結(jié)算，求得基準站和流動站間坐標增量（基線向量）。使用RTK-GPS技術(shù)對線路進行復(fù)測與傳統(tǒng)的全站儀經(jīng)緯儀相比較具有顯著的優(yōu)勢，不受通視的限制、測量距離遠、速度快、精度高、操作簡便、節(jié)省人力，能有效提高測量速度、測量精度和生產(chǎn)效率。

2 GPS應(yīng)用存在的問題

運用GPS復(fù)測是輸電線路工程施工的第一步，根據(jù)以往復(fù)測出現(xiàn)的狀況，結(jié)合本設(shè)備的特點和已有硬件設(shè)施，從信號強度、路徑優(yōu)化、操作繁簡程度等具體問題分析得到造成當前GPS復(fù)測效率偏低的主要原因有三點：（1）對于所復(fù)測線路路徑、地形不熟悉，所以造成新線路復(fù)測在路徑的選擇和樁位位置判斷上出現(xiàn)誤差，會存在走錯路等現(xiàn)象，也就延長了工作時間；（2）高山大嶺中地形崎嶇怪異，常常會形成一定范圍的信號覆蓋盲區(qū)，加上電臺功率有限，離基站超出一定范圍會出現(xiàn)信號“弱”甚至“無”的狀況；（3）基站的架設(shè)需要有可用的控制點，并且超出基站信號覆蓋范圍會沒有信號，因此也就需要頻繁移動基站。

3 提高GPS線路復(fù)測效率的方法及操作要點

3.1 使用Google Earth等地圖輔助軟件

Google Earth擁有大量可提供用戶添加的地標、航跡、KML地圖、地貌景觀圖像，共同組成了一個巨大的多維地理信息庫，而且還在不斷改進和更新高分辨率衛(wèi)星圖片，使我們在復(fù)測中能獲得更多的實用地理信息。通過把線路的點展放到軟件上，我們可以較為清楚地了解各樁位周邊的一些情況，例如植被怎么樣、海拔高度多少、有沒有路通往樁位、如何走到山腳、從山的哪一邊上去找樁路最近等，可以事先進行規(guī)劃，如圖可以清楚知道樁位具體的位置、樁位之間山脈連接的情況，數(shù)據(jù)準確，從而分析出行最佳走路線，制定計劃路線。

操作：將樁位坐標（西安80、北京54等）轉(zhuǎn)換成文本格式運用傳輸軟件傳入手薄，再運用測量軟件導入至手簿生成測量文件，進行參數(shù)求解，得到良好的參數(shù)后將目標文件生成報告（選擇Google Earth KML file的報告模板），得到KML格式的位置文件后導出手簿，再運用谷歌地球等地圖軟件打開KML格式的位置文件生成樁位路徑圖。

圖1

3.2 CORS模式與基站配合使用

圖2

CORS系統(tǒng)（連續(xù)運行參考站系統(tǒng)）建立在GPS硬件等技術(shù)平臺之上。它將尖端科技領(lǐng)域的衛(wèi)星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和先進的軟件開發(fā)技術(shù)有機地結(jié)合在一起，為用戶提供了全新、透明、可視、實時的測量服務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，本系統(tǒng)的GPS硬件由如下單元組成：GPS基站、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。

CORS模式與基站配合使用能取長補短，有效地解決了信號差的問題，不需要再頻繁使用、移動基站，能夠因地制宜，適應(yīng)各種環(huán)境下的復(fù)測工作，并且也能節(jié)省下更多的人力、物力、財力。

操作一：使用網(wǎng)絡(luò)信號連接GPS接收機。CORS模式是通過各地建立的基準站網(wǎng)通過Internet連續(xù)不斷向數(shù)據(jù)控制中心傳輸觀測數(shù)據(jù)，并按照RTCM的格式通過NTRIP協(xié)議發(fā)送給流動站。所以設(shè)置CORS模式首先得通過NTRIP協(xié)議獲得當?shù)氐馁~號密碼，獲取到賬號密碼后需要設(shè)置IP跟連接端口（如廣東IP 59.41.181.34端口 2101）并選擇接入點連接。CORS模式的設(shè)置還需要更改流動站接收機的配置文件，將流動站設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)流動站，調(diào)解調(diào)器設(shè)置為Windows聯(lián)網(wǎng)，撥號連接設(shè)置為當前Internet，這樣才能通過WIFI信號或手機信號連接到端口，從而連接賬號密碼。

操作二：基站當流動站設(shè)置CORS模式采集基站點數(shù)據(jù)。我們先在任一點擺設(shè)好基準站，盡量離已知點近和地形開闊的地方，用CORS模式把基準站的接收機當流動站連接成功待有固定解，直接用GPS的數(shù)據(jù)采集功能采集基站的坐標。

操作三：重新連接基站與流動站。在不動基準站的情況下斷開CORS連接模式，重新以基站模式連接基準站與流動站，連接成功后待有固定解就可以實施定位作業(yè)。

操作四：電臺模式與CORS模式切換使用。這樣可以使得在測量工程中可以使電臺基站模式所求參數(shù)與CORS模式所求參數(shù)在同一測量文件，使得電臺模式與CORS模式相互轉(zhuǎn)換。由于CORS模式有一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS參考站，所以數(shù)據(jù)連接不受距離的限制，可以達到10km以上的數(shù)據(jù)鏈接。

3.3 自主建立模擬CORS站

CORS的建立可以大大提高復(fù)測工作的速度和效率，降低復(fù)測成本和勞動強度。但由于CORS技術(shù)的發(fā)展歷程短，在國內(nèi)并未普及，只有少數(shù)省份有建設(shè)CORS站供民用，很大程度限制了CORS的使用。但建設(shè)CORS站所需人力、物力、財力比較大，企業(yè)一般很難承受，因此，自主建設(shè)模擬CORS站自主使用能體現(xiàn)出很大的價值。并且自主建立的模擬CORS站，僅受到轉(zhuǎn)換關(guān)系控制范圍的影響，信號并不受距離限制，相當于普通電話通信，也就是說，假如求得的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以控制25km，那么模擬CORS站的使用范圍就能有25km，有手機信號的地方就能收到信號。

操作一：連接通信網(wǎng)絡(luò)。跟直接使用CORS模式相似，首先將基站接收機連接WIFI或是插入電話卡，使其連接上Internet，流動站也使用同樣的方法連接上Internet。

操作二：設(shè)置接收機配置。通過手簿找到接收機型號，設(shè)置基站和流動站的類型為網(wǎng)絡(luò)，即：網(wǎng)絡(luò)基站、網(wǎng)絡(luò)流動站。最關(guān)鍵的是獲取連接地址和端口（可通過測繪局或儀器購買廠家獲得）并輸入，特別需要注意基站跟流動站的端口不能相同，并選擇修正就能完成設(shè)置。

操作三：連接使用。設(shè)置完接收機配置可以開始連接基站跟流動站，連接方法跟常規(guī)連接一樣，但連接的選項必須選擇網(wǎng)絡(luò)基站和網(wǎng)絡(luò)流動站。

圖3

3.4 校正參數(shù)

連接好流動站可以使用電臺模式或CORS模式到線路已知的三個以上點進行參數(shù)校正，運用測量軟件的控制點功能進行點的控制，然后對整個文件進行求解校準求得好的參數(shù)。如果平面坐標誤差控制不在±5毫米，比例因子在1±0.0001時，可以根據(jù)求解校正文件中每個控制點誤差的大小，選擇三個誤差小的控制點，保證平面坐標誤差控制在±5毫米，比例因子在1±0.0001范圍內(nèi)。在參數(shù)校正的同時可以進行樁位數(shù)據(jù)的采集，采集數(shù)據(jù)會根據(jù)參數(shù)的變化而變化，當?shù)匦位驑淠镜仍蛴绊懙诫娕_信號時直接可以轉(zhuǎn)換CORS模式進行數(shù)據(jù)采集。不受電臺發(fā)射功率和距離等影響，無需受基站的工作狀態(tài)影響。

4 結(jié)語

此復(fù)測技術(shù)已經(jīng)在多個項目得到運用，如220kV新山至信發(fā)、220kV鵬民線和500kV臺核一標等輸電線路工程中都取得了良好的效果。

運用谷歌地球選取最佳的路徑大大減少了行徑路線，節(jié)省了找樁時間，從而提高復(fù)測效率。在電臺無信號時，我們運用CORS模式基站代替GPS本身的基站，使用CORS模式設(shè)備更精簡、更操作簡單，對于無基站信號的地方則可以通過CORS彌補不足，通過自建模擬CORS站則可以測得更遠，并且可以多臺流動站同時使用，大大提高了工作效率，保證了復(fù)測的準確性，讓送電線路工程建設(shè)更具保障性，復(fù)測周期將大大縮短，將促進整體工作加速開展，使工程能更快更安全地投產(chǎn)。

作者簡介：單子謙（1981-），男，廣東廣州人，中國能源建設(shè)集團廣東火電工程有限公司助理工程師，研究方向：電力建設(shè)工程施工管理。

（責任編輯：周 瓊）