動(dòng)態(tài)GPS在架空送電線路工程測量中的應(yīng)用與分析

林國技

廣西送變電勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣西南寧 530031

摘要：文章分析了動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)在架空送電線路工程測量中的應(yīng)用，對動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的基本模式進(jìn)行分析，研究動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)在工程測量領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢，最后結(jié)合架空送電線路工程實(shí)例，對動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)支持下的工程測量應(yīng)用要點(diǎn)展開分析，望引起重視。

關(guān)鍵詞：工程測量；架空送電線路；動(dòng)態(tài)GPS

在工程測量領(lǐng)域中，GPS技術(shù)依托于其在精度、速度、以及全天候服務(wù)等方面的優(yōu)勢已經(jīng)受到測量界的廣泛應(yīng)用，而且應(yīng)用范圍不斷拓展與完善。目前，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于架空送電線路工程測量工作中，依托其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量功能（GPS-RTK技術(shù)）的應(yīng)用，能夠快速提供各類測點(diǎn)（例如轉(zhuǎn)角樁、斷面點(diǎn)等）的坐標(biāo)參數(shù)，從而為終勘選線定位、斷面測量提供可靠的技術(shù)支持和準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。在常規(guī)測量儀器受現(xiàn)場通視條件影響的情況下，應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)能夠高精度的放出任何桿塔樁位，定線速度快且精度高，對生態(tài)環(huán)境破壞減少，加快工程進(jìn)度，提高外業(yè)工作效率均有非常重要的價(jià)值。

1 動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)基本模式

動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)是指應(yīng)用基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。在架空送電線路工程測量中，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)所構(gòu)成測量系統(tǒng)的組成包括GPS接收設(shè)備、無線電數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、以及支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分的軟件系統(tǒng)這三個(gè)部分。應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程測量的基本原理為：將基準(zhǔn)站設(shè)置于坐標(biāo)已知的基準(zhǔn)點(diǎn)上，連續(xù)接收基準(zhǔn)站所覆蓋范圍內(nèi)所有可見的GPS信號數(shù)據(jù)，并將測站坐標(biāo)及觀測數(shù)據(jù)通過無線電調(diào)制解調(diào)器（電臺）實(shí)時(shí)地發(fā)送給移動(dòng)站用戶，一臺或多臺移動(dòng)站接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過移動(dòng)站電臺接收基準(zhǔn)站傳輸來的數(shù)據(jù)由軟件系統(tǒng)根據(jù)相對定位的原理進(jìn)行差分和平差處理，實(shí)時(shí)解算并顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度。

2 動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

第一，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的作業(yè)效率高。在一般地形條件下，高質(zhì)量動(dòng)態(tài)GPS設(shè)站一次后可完成以基站點(diǎn)為中心，大概6.0km（視電臺功率確定）半徑范圍內(nèi)的工作區(qū)域測量作業(yè)，極大程度減少了傳統(tǒng)測量技術(shù)對控制點(diǎn)數(shù)量以及測量儀器的特殊要求。即利用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)設(shè)站后，僅需要配備1名工作人員即可完成基礎(chǔ)性工程測量作業(yè)，且支持對坐標(biāo)系的實(shí)時(shí)定位，有效降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也具有節(jié)約外業(yè)操作費(fèi)用，提高外業(yè)工作效率的優(yōu)勢。

第二，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的定位精度高，所產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)安全且可靠，并且消除了傳統(tǒng)測量技術(shù)下存在的累積誤差問題。在動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)作業(yè)半徑范圍內(nèi)，工程測量所得到的數(shù)據(jù)信息以及平面精度可精確至厘米單位。

第三，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的應(yīng)用降低了作業(yè)條件。在動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的應(yīng)用過程當(dāng)中，對點(diǎn)間通視無客觀要求，對林木的砍伐量減少，相較于傳統(tǒng)工程測量技術(shù)而言，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)較少受到通視條件、氣候、能見度、以及季節(jié)等因素的影響，即便在復(fù)雜地形條件下仍能夠完成快速、高精度的定位作業(yè)。

3 工程實(shí)例分析

貴廣鐵路賀州段兩安牽引站外部電源配套工程測量區(qū)域位于賀州市轄區(qū)內(nèi)，該工程220kV線路測量包括二個(gè)線路工程，分別為220kV 新元～兩安牽線路工程、220kV楚越～兩安牽線路工程。架空送電線路總長度為54.2km。測區(qū)范圍內(nèi)地形條件以丘陵、山地為主，測區(qū)速生桉覆蓋率很高，現(xiàn)場測量中的通視條件以及交通運(yùn)輸條件較差。分析認(rèn)為：對該架空送電線路進(jìn)行工程測量時(shí)，采用常規(guī)測量儀器與測量方法工期無法滿足要求，為了達(dá)到預(yù)期的勘測工期，采用動(dòng)態(tài)GPS測量方法可以滿足該工程的勘測時(shí)間。

1）作業(yè)方法及其過程

在終勘選線、定線、以及平面、斷面測量前，需要根據(jù)初步設(shè)計(jì)中的線路走向方案，以小于電臺發(fā)射半徑作為間隔距離設(shè)置的基準(zhǔn)站，然后采用動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行測量，并于線路兩側(cè)聯(lián)測各控制點(diǎn)。

因此，在整個(gè)作業(yè)過程當(dāng)中，基準(zhǔn)站點(diǎn)中衛(wèi)星信號的接收質(zhì)量以及基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間數(shù)據(jù)通信的情況將直接對動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的定位精度產(chǎn)生影響。從提高動(dòng)態(tài)GPS定位精度的角度上考慮，對基準(zhǔn)站的選點(diǎn)要求為：交通運(yùn)輸方便、靠近路徑、視野開闊、地勢較高、且盡可能的遠(yuǎn)離微波站、變電站、高壓線、大面積湖泊、以及發(fā)射塔的干擾。

2）動(dòng)態(tài)GPS測量作業(yè)模式

本工程中應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)進(jìn)行工程測量主要采取了兩種作業(yè)模式：第一是基于實(shí)地選定前視轉(zhuǎn)角位置，應(yīng)用兩個(gè)移動(dòng)站點(diǎn)對前后轉(zhuǎn)角樁的具體坐標(biāo)進(jìn)行測量，然后用測量坐標(biāo)定義直線，最后由兩個(gè)移動(dòng)站對向放樣直線樁樁位，并對平面、斷面進(jìn)行測量，其作業(yè)模式如下圖1所示；第二是在困難地段的工程測量中，首先確定前視方向，然后利用移動(dòng)站對后視轉(zhuǎn)角樁以及前視方向樁具體坐標(biāo)進(jìn)行測量。再應(yīng)用上述兩個(gè)坐標(biāo)的實(shí)測值標(biāo)定直線。最后通過移動(dòng)站放樣得到相應(yīng)的直線樁，并完成對平面、斷面的測量作業(yè)，其作業(yè)模式如下圖2所示。

圖1：動(dòng)態(tài)GPS測量作業(yè)模式示意圖

圖2：動(dòng)態(tài)GPS測量作業(yè)模式示意圖

3）與常規(guī)工程測量儀器配合使用

動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)在應(yīng)用于工程測量作業(yè)中時(shí)具有觀測時(shí)間短、精確度高、以及無需通視等方面的優(yōu)勢，在架空送電線路工程測量、選線放線、以及樁位坐標(biāo)測量中均有非常確切的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，可將動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)主要應(yīng)用于選線、定線測量、樁間距離及樁間高差測量、平面及高程聯(lián)系測量等工作環(huán)節(jié)中，同時(shí)與其他常規(guī)測量儀器相配合，共同完成平面及斷面測量、以及交叉跨越測量方面的工作。

4 結(jié)束語

綜合上述分析，在架空送電線路工程測量中應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)的綜合優(yōu)勢確切，現(xiàn)場快速提供測點(diǎn)坐標(biāo)可以協(xié)助終勘選線工作的開展，利用動(dòng)態(tài)GPS測量所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠?yàn)榧芸账碗娋€路敷設(shè)路徑方案的合理優(yōu)化提供必要依據(jù)，在縮短線路長度的同時(shí)兼顧節(jié)約工程項(xiàng)目投資的效果。并且，動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)下所提供的工程測量作業(yè)方式對各種工況均有良好的適應(yīng)性，且所提供數(shù)據(jù)中剔除了誤差累積，故而工作人員能夠直接應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)下的關(guān)鍵數(shù)據(jù)準(zhǔn)確推算線路沿線的全部轉(zhuǎn)角、檔距、高差、塔位地方坐標(biāo)等，外業(yè)工作效率可靠。

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