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1、GPS-RTK在高压输电线路工程测量中的应用摘要:GPS RTK技术能够实时地提供测站点在指定坐标系中的 三维定位成果,并到达厘米级精度。在测量中缩短了作业时间,提 高了生产效率和效益,本文介绍AshteckZ-Xtreme系统以及实时 动态测量的基本特点，结合鞍山一岫岩县高压架空送电线路工程 的测量实践,对GPS在高压架空送电线路工程的应用进行了探 讨。关键词:全球定位系统;实时动态测量；架空送电线路；放样中图分类号：TM7文献标识码:AD0I:10. 3969/j. issn. 1672- 0407. 2010. 05. 019文章编号：1672-0407 (2010) 05-043-03
2、 收稿日期：2010 02 03一、GPS测量技术的特点1 .测站之间无需通视。2 .点位精度高。3 .观测时间短。4 .提供三维坐标。5 .操作简便。6 .全天候作业。二、GPS-RTK在高压输电线路工程测量中的应用2004年5月9月,我们将3台AshteckZ-Xtrem GPS系统投 入到鞍山一岫岩送电线路工程测量中，利用该设备的实时动态测 量功能，快速准确的提供测点坐标，以协助终勘选线；同时,在通过 较差的耐张段，使用RTK直线放样功能直接放出两转角间的直线 桩位,大大加快了定线的速度,外业功效比仅使用传输设备有了很 大提iWj。（一）工程概论鞍山一岫岩送电工程北起鞍山500KV鞍山换
3、流站，由经500KV 隆昌变电站,南至岫岩500KV变电站,全长118km,线路的大局部高 程在60-120m的丘陵地形。山路崎岖多树木覆盖,居民地较多。测区平面控制网特别是高等级平面控制网均为60年代末70 年代初施测的，限于当时的测量条件，三、四等三角网布设的较稀 疏,并且遭受到各种自然条件和人为的破坏,假设采用常规的仪器和 方法进行全线贯通,不仅砍伐十分繁重,其间还会遇到一些干扰和 阻力，且难以满足精度要求。(二)作业方法和过程在高压架空送电线路工程测量中主要应用了 GPS的两大功能: 静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息确定基 点的三维坐标、动态功能那么通过卫星定位确定地
4、面三维坐标并实 地放样到地面上。1 .静态控制测量鞍山-岫岩架空送电线路严格按照1992年中华人民共和国测 绘作业标准全球定位系统(GPS)测量规范(CH2001-92)要求， 按照工程设计书要求,全网共布设了 38个D级的GPS点。测 区内原有1954年北京坐标系国家I , II, III, IV等坐标点假设干个。2 . RTK测量作业将一台GPS设置在距离当前线路最近的基准站,另两台设备 做流动站测量。在本次测量工作中对于怎样提高RTK选线、定线 的外业功效,我们模拟了三种作业模式：(1)实地选定了前视转角 位置,先以两个流动站测量前、后两个转角桩坐标,用这两个桩测 量定义直线,然后两个流
5、动站相对向放样直线桩位(图2-1) o (2)困难地段确定了前视方向，先以流动站测量后视转角桩和前视方 向桩坐标,再用这两个点的实测坐标定义直线,最后两个流动站都 向前放样直线桩（图2-2）, （3）非困难地段直接以后视转角桩的实 测坐标和前视转角桩的概略坐标（量图）定义直线，由后向前放样 桩位直至前视转角。三、RTK放样测量基准点的坐标采用静态作业模式测定,其相对点位精度较 高。对于同一个耐张段的各个直线桩位。可以采用不同的基准点 设置参考站来进行放样测量，但在更换参考站后应重复测量上一 个参考站放样的12个桩位，以防止粗差和错误的产生,而对不同 的耐张段,更换参考站后可重复测量相邻转角桩的
6、坐标,不同参考 站的两次放样同一点位之差应满足7cni精度要求。相应参考站 的两次放点之差应小于5cm。为了方便后续的使用，困难地段应适当增加RTK放样桩位的密度,且每个桩位至少要与另一个桩位相互通视。放样好的桩位 应测量并记录其坐标,RTK定位的点位误差可以控制在土2一 5cm 内。（一）桩间距离和高差测量经过坐标联测并求得转换关系后,根据GPS实测桩位坐标所 反算的桩间距精度很高,可以直接采用。然后,GPS测量的高程是 在WGS-84中的大地高，而工程建设中广泛采用的却是正常高系统, 当桩间距小于5km时,可用GPS大地高差代替桩位间的正常高 差。由于一些地方的高程异常较为严重，这样直接应
7、用难以满足 规范要求。因此,对于RTK所放样的桩位的高程,在现场条件允许 的情况下，应采取变换棱镜高度的方法尽可能用全站仪重新加以 实测。联测不到桩间高差时那么用RTK测量的大地高差代替。相邻 桩位间的距离一般不大于2000m,高程异常的影响可以不予考虑。（二）与常规仪器配合使用测量专业在线路终勘定位阶段的主要任务不仅包括选线及定 线的测量,桩间距离及高差测量,交叉跨越测量及后续的定位和检 查测量等。从人员使用上看3台GPS至少需要3个测量技术人员 的投入,而使用全站仪只需使用一个技术员指挥一名工人即可完 成全部的测量外业,在植被稀少且障碍物不多的地段使用全站仪 来选线、定线功效会更高一些。由
8、于GPS数量的限制，一段较长 的线路,如果仅靠两个RTK流动站来完成全部桩位的放样就很难 有高的工作效率,最好先用GPS解决关键的地段的选线定线问题， 然后再用常规仪器进行桩位加密或延伸并同时进行平断面和交叉 跨越等的测量。因此为了提高外业效率,GPS的使用要视现场的情 况而定,并与常规的仪器方法相互配合。四、GPS-RTK应用需要注意的几个问题（一）基准点的布设不管是测图还是放样,基准站卫星信号接收状况的好坏和流 动站之间的数据关联的畅通与否，将直接影响RTK定位精度及收 敛的快慢，同此选择合适的站点来安置基准站系统显然是最重要 的,选择站点需要有以下几点。1 .基准站GPS天线与卫星之间应
9、无（或少有）遮蔽物,最好的 情况是对空开阔，以保证RTK系统可接收到最多的可用卫星数 量。2 .相对周围地形,站点应处于较高处，目的是取得基准站电台传输最大可能半径。3 .基准站需远离大功率无线电发射源、高压输电线等强烈干 扰卫星信号的物体。4 .基准站的间距须考虑GPS电台的功率和覆盖能力。（二）求解坐标转换参数对于我们高压输电线路工程中，我们利用静态GPS控制点成 果求取“区域性”的转换参数，以适用于独立坐标系统。其区域 性,理论上消弱了变形影响,提高了转换的可靠性。基准站的 WGS-84坐标获得方法有两种:一是使用已有的静态数据,直接将 控制点的WGS-84输入手簿直接求取;二是使用上点
10、采集的方式 获取。（三）RTK测量成果的质量控制RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%, RTK比静态GPS还 多出一些误差因素。和（下转第27页）（上接第44页）GPS静态测 量相比,RTK测量更容易出错,必须进行质量控制。最可靠的是已 知点检核比拟法,但控制点的数量是有限的,所以没有控制点的地 方需要用重测比拟法检核该成果。五、结论在架空送电线路工程测量中使用RTK功能,现场快速准确的 提供测点坐标以协助终勘选线同样可以到达优化路径方案、减少 拆迁量缩短线路长度节省工程投资的目的。使用GPS进行坐标联测不仅效率高,而且没有误差累积,可以 准确地计算全部转角及塔位的地方坐标,这一点对线路通
11、过城乡 规划区以及跨越江河很有利。根据GPS实测的转角坐标可反算出每个耐张段的段长及高差, 对常规仪器的测量成果来说又多了个检核条件,能够防止线路工 程中容易发生的多测或漏测某一段桩间距离的情况,还能防止因 测站高和棱镜高的不正确输入而造成桩位高程计算的错误，可以 非常有效确实保工程测量质量。通过GPS RTK直线放样,不仅可以减少使用常规仪器的方法 实行全线贯通的砍伐工作量,而且防止了对植被的破坏有利于环 境保护。GPS与全站仪联合作业，用于架空送电线路终勘定位阶段的工 程测量可以优势互补,大大提高了外业功效。参考文献：1GPS卫星定位系统及其在测绘中的应用（教育科学出版社）2DL/T 5122-2000, 500kv架空送电线路勘测技术规范时3GPS系统在线路工程定线测量中的应用（责任编辑:陈阳）