輸電線路測(cè)量中GPS RTK技術(shù)應(yīng)用探究

熊 ?。▏W(wǎng)荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

輸電線路測(cè)量中GPS RTK技術(shù)應(yīng)用探究

熊 ?。▏W(wǎng)荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

輸電線路作為電力系統(tǒng)的一部分，是電力向用戶輸送的重要環(huán)節(jié)，為保證輸電線路和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，要在輸電線路施工中做好測(cè)量放樣工作。而GPS RTK技術(shù)是當(dāng)前輸電線路測(cè)量中較為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)單，并能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)定位。本文對(duì)GPS RTK技術(shù)在輸電線路測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單探究。

輸電線路；測(cè)量；GPS RTK；應(yīng)用

引言

隨著社會(huì)發(fā)展和人們生活水平的提高，人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)對(duì)電力資源的需求量越來越大，電力建設(shè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。而輸電線路施工作為電力建設(shè)中重要的部分，關(guān)系著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和人們的生活質(zhì)量，它的首要工作就是做好測(cè)量。在輸電線路的測(cè)量中，應(yīng)用測(cè)量精度高、操作較為簡(jiǎn)單的GPS RTK技術(shù)，可以極大程度地提高測(cè)量質(zhì)量和效率。

1 GPS RTK技術(shù)概況

GPS技術(shù)即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它在20世紀(jì)90年代初期開始應(yīng)用于電力工程中，并在不斷的發(fā)展過程中，使輸電線路的測(cè)量工作越來越精確和高效。

而RTK技術(shù)（載波相位差分技術(shù)）作為GPS定位技術(shù)的一次重大突破，能夠?qū)崟r(shí)得到高精度的測(cè)量結(jié)果。它以載波相位觀測(cè)值為基礎(chǔ)，并通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的定位技術(shù)處理觀測(cè)值。

1.1 GPS RTK系統(tǒng)的組成

GPS RTK技術(shù)主要由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站構(gòu)成，其中基準(zhǔn)站由GPS接收機(jī)、電梯、基準(zhǔn)站手簿、調(diào)制解調(diào)器、基座、接收機(jī)天線盤、電臺(tái)天線、蓄電池、三腳架等組成；而流動(dòng)站主要由流動(dòng)GPS接收機(jī)、接收機(jī)天線盤、手簿、手簿托桿、背包等組成。在應(yīng)用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要保證測(cè)量設(shè)備能夠同時(shí)接收5顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，以及同時(shí)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站差分信號(hào)。

1.2 GPS RTK技術(shù)的基本原理

使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)，需要基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的緊密配合?；鶞?zhǔn)站將所測(cè)得的數(shù)據(jù)和和觀測(cè)值利用數(shù)據(jù)鏈傳送到流動(dòng)站中；流動(dòng)站在接收到基準(zhǔn)站傳來的信息后，會(huì)在系統(tǒng)中和采集到的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并開展實(shí)時(shí)差分處理，最終得出精確的定位結(jié)果。上述整個(gè)過程快捷、迅速，在幾分鐘甚至幾秒內(nèi)就能完成。

1.3 GPS RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在輸電線路測(cè)量中使用RTK技術(shù)，不需要沿途布設(shè)控制點(diǎn)，減少了施工控制網(wǎng)的布設(shè)密度，從而節(jié)約經(jīng)費(fèi)，和節(jié)省時(shí)間。而且RTK技術(shù)無須通視，可以單人進(jìn)行作業(yè)，它的放樣具有操作簡(jiǎn)便、直觀等特點(diǎn)。

2 GPS RTK技術(shù)在輸電線路測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于路線的選擇

影響線路走徑的因素很多，必須遵循一些基本原則，如盡量少拆房屋、避開重要的建筑、避開礦區(qū)等。因此，線路走徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)越來越重要，合理、經(jīng)濟(jì)的路徑方案能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？梢允褂酶叻直媛实男l(wèi)片、航測(cè)資料等方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)線路路徑方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，但通常情況下輸配電線路工程中并沒有這些資料?？赏ㄟ^利用GPS RTK技術(shù)來參照已收集和制作的地形圖對(duì)選線和路徑進(jìn)行優(yōu)化。

在選線時(shí)，使用GPS測(cè)量對(duì)線路路徑有影響的地方，并測(cè)出坐標(biāo)以及利用軟件生成CAD圖，使用微機(jī)進(jìn)行路徑調(diào)整，最終確定線路走徑和各轉(zhuǎn)角的坐標(biāo)。值得注意的是，在選線的時(shí)候，各預(yù)計(jì)的轉(zhuǎn)角位置要測(cè)量到1至兩個(gè)點(diǎn)，以便控制轉(zhuǎn)角的位置，使轉(zhuǎn)角落在一個(gè)合適的位置。具體作業(yè)時(shí)在1∶50000或其他比例尺走徑圖上預(yù)設(shè)并選擇好參考站點(diǎn)，使轉(zhuǎn)角位置能被合理有效利用，每一個(gè)參考站都要完成一個(gè)以上的直線段定線及定位工作，同一直線段最好使用同一參考站。

2.2 應(yīng)用于定位測(cè)量和定線測(cè)量

當(dāng)路線選擇好以后，工作人員就可以將輸電線路的走向在地形圖中繪制出來，并初步確定轉(zhuǎn)角塔的位置。然后勘測(cè)人員會(huì)根據(jù)確定的塔位坐標(biāo)進(jìn)行定位測(cè)量和定線測(cè)量。

（1）定位測(cè)量?？睖y(cè)人員利用GPS RTK技術(shù)的定位功能，根據(jù)塔位坐標(biāo)將塔位點(diǎn)的坐標(biāo)輸入手簿中，GPS RTK系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的將塔位的實(shí)際位置顯示出來。在測(cè)量的過程中，勘測(cè)人員能夠利用首部上的收斂值，來確定放樣點(diǎn)的定位精度。當(dāng)放樣點(diǎn)的定位精度達(dá)到相關(guān)的要求后，就可以停止觀測(cè)了，然后把點(diǎn)位坐標(biāo)儲(chǔ)存起來。當(dāng)測(cè)量區(qū)域沒有干擾的時(shí)候，儀器在鎖定5顆GPS衛(wèi)星后，RTK測(cè)量在5s內(nèi)就能獲得固定解，這時(shí)手簿顯示的收斂值能夠真實(shí)的反映定位點(diǎn)；當(dāng)測(cè)量區(qū)域有一定的干擾的時(shí)候，RTK測(cè)量需要幾十秒甚至幾分鐘的時(shí)間去獲得固定解，這時(shí)手簿顯示的收斂值可能存在一定的誤差，這就要求勘測(cè)人員認(rèn)真負(fù)責(zé)的收集數(shù)據(jù)，并對(duì)觀測(cè)質(zhì)量認(rèn)真審核，進(jìn)而確保定位點(diǎn)的可靠性。

（2）定線測(cè)量。勘測(cè)人員可通過利用GPS RTK技術(shù)中的定線功能，把兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)角塔的坐標(biāo)輸入到電子手簿中，并建立出基準(zhǔn)線。接下來系統(tǒng)就會(huì)顯示出一個(gè)單位圓以及主線，同時(shí)還可以得出流動(dòng)站的實(shí)際位置、流動(dòng)站偏離主線的角度和主線之間的距離?？睖y(cè)人員這時(shí)就可以依據(jù)主線的位置來調(diào)節(jié)流動(dòng)站的位置，當(dāng)主線和流動(dòng)站重合之后，就可以確定相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)角塔之間的直線塔位置。

2.3 應(yīng)用于斷面測(cè)量

斷面測(cè)量是是對(duì)某一方向剖面的地面起伏特征進(jìn)行的測(cè)量工作，它分為橫斷面測(cè)量和縱斷面測(cè)量?jī)煞N。橫斷面測(cè)量是沿著線路中心的垂直方向來施測(cè)各點(diǎn)地形變化狀態(tài)的測(cè)量工作；縱斷面測(cè)量是沿著線路中心線來施測(cè)各點(diǎn)地形變化狀態(tài)的測(cè)量工作。輸電線路的斷面測(cè)量主要測(cè)定的是地貌、地物等特征點(diǎn)的高程和里程，不過對(duì)高程的精度要求不是很高，而且主要測(cè)定的是各特征點(diǎn)和輸電線路導(dǎo)線之間的相對(duì)距離，因此可以使用GPS RTK技術(shù)快速地測(cè)定斷面。

斷面測(cè)量通常是和定線測(cè)量一起進(jìn)行的，不需要另設(shè)基準(zhǔn)站。用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行斷面測(cè)量時(shí)，有以下兩種方式進(jìn)行測(cè)量。

（1）可以直接使用數(shù)據(jù)采集功能將特征點(diǎn)的坐標(biāo)信息采集，再在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的過程中將斷面圖輸出。

（2）斷面測(cè)量也可以通過RTK數(shù)據(jù)處理軟件的斷面測(cè)量功能模塊進(jìn)行。雖然不同品牌和類型的RTK在性能和使用上會(huì)有些不一樣，但功能基本上是一樣的。

2.4 應(yīng)用于桿塔定位測(cè)量

桿塔定位就是依據(jù)排定桿塔的情況，到現(xiàn)場(chǎng)定出轉(zhuǎn)角塔之間的直線樁并將其測(cè)設(shè)到已選定好的線路中心線之上，施工需要適當(dāng)移動(dòng)直線樁的位置，并確保直線樁適合同一耐張段的兩個(gè)轉(zhuǎn)角塔位處在同一直線上。

用RTK技術(shù)測(cè)量桿塔定位的方法和定線測(cè)量的方法類似，通常是在兩個(gè)相鄰的耐張桿塔間建立基準(zhǔn)站，并使用流動(dòng)站來測(cè)出所需直線段的兩端點(diǎn)坐標(biāo)。在獲得坐標(biāo)信息之后，把所測(cè)得的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)信息作為直線的兩個(gè)點(diǎn)，再把該直線當(dāng)成參考線使用。在電子手簿中輸入所測(cè)到的桿塔位置信息和端點(diǎn)坐標(biāo)信息以后，就會(huì)生成一個(gè)折線文件，這個(gè)折線文件包含了各桿塔位樁點(diǎn)的坐標(biāo)。然后依循折線文件之中的桿塔位樁點(diǎn)的坐標(biāo)和RTK實(shí)時(shí)導(dǎo)航的指示，就可以測(cè)設(shè)出各個(gè)桿塔位樁，把它們標(biāo)定下來。

3 GPS RTK技術(shù)在測(cè)量中的注意事項(xiàng)

（1）準(zhǔn)備充分，摸清儀器特性。使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在各種條件下反復(fù)實(shí)驗(yàn)，掌握儀器的各種特性。

（2）注重基準(zhǔn)位置的選擇。在測(cè)量中，基準(zhǔn)站盡量設(shè)置在點(diǎn)位較高的控制點(diǎn)上，還要盡量避開其它無線電源的干擾，以便能夠更好的接收衛(wèi)星信號(hào)。

（3）保證測(cè)量區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的正確、可靠。測(cè)量過程中，轉(zhuǎn)換參數(shù)的好壞直接影響到RTK的測(cè)量精度，要嚴(yán)格控制好轉(zhuǎn)換參數(shù)的控制點(diǎn)的精度和分布。

（4）在RTK測(cè)量困難區(qū)域，選擇合理的作業(yè)流程。在城市房屋密集或山區(qū)樹林較密的地方使用RTK測(cè)量時(shí)，可能存在信號(hào)時(shí)好時(shí)壞、初始化較慢且容易丟失、測(cè)量精度不高以及測(cè)量用時(shí)較長(zhǎng)等情況。對(duì)于此類問題，可以把基站點(diǎn)設(shè)置在較為開闊的地方，電臺(tái)功率調(diào)大、流動(dòng)站天線架高和使用電臺(tái)中繼站等方法進(jìn)行解決。

4 結(jié)束語

GPS RTK技術(shù)有著測(cè)量精度和效率高以及覆蓋面廣等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用與輸電線路的測(cè)量中，對(duì)輸電線路建設(shè)的作用越來月明顯。而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，GPS RTK技術(shù)也在不斷的發(fā)展、成熟，利用好GPS RTK技術(shù)可以極大地提高我國輸電線路的建設(shè)水平，促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展，更好的造福于人們，提升他們的生活質(zhì)量。

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A

2095-2066（2016）35-0102-02

2016-11-23

熊?。?987-），男，本科，主要從事輸電線路運(yùn)檢工作。