GPS RTK在电力线路测量中的应用

周波

（浙江华隆岩土工程有限公司，浙江 杭州 310014）

1 工程实例分析

2006年7月-8月间，我公司进行500kV双龙-丽水-瓯海II回输电线路工程工程测量，工程始于金华市500kV双龙变，终于温州500kV瓯海变，全长180公里。线路沿线途经全线经金华、丽水、温州等三县市。山地平均海拔高程300～800m,最大高差700m,植被茂密，跨越高等级线路比较多。

该工程如果采用常规测量方法进行终勘定位测量，困难非常大。由于该路段沿线树木多且高，通视条件极差，要砍出通道，要雇佣大量的民工砍伐树木，不仅破坏森林而且工程进度很难保证；更难的是不能保证如此长线路的坐标整体性。因此我们采用RTKGPS进行终勘定位。

1.1 作业方法。电力线路终勘定位中用到RTK进行定位放线定直线、转角，进行断面测量。选线外控GPS测量中做过GPS控制点，并联测了国家控制点，给RTKGPS的实施做好了铺垫。测量前，我们把设计预选航切的转角点和控制点的坐标和高程通过电脑或手工输入TSCe测量手簿内。

图1 RTK放线示意图

首先把基准站架设在路边已有的控制点上，两台流动站在同一耐张段上确定前后的两基转角然后前后向中间在确定好的直线上根据设计挡距和实际地形标定中间的直线塔位。然后可以根据地形在挡距中间用RTKGPS测定实际地物高程点等，为绘制修改平断面图做准备。注意基准站离流动站距离根据实际地形平地丘陵可考虑控制在6km以内。山地控制在3km以内，实际无线电接收距离并不如说明上所讲10km，也要根据仪器的新旧老化而定,不宜太远以免接收不到无线电信号造成不必要的损失和延误。

本线路已联测好的控制点有25个，众多数据表明，RTK确定的整周模糊度的可靠性最高为95%，比静态GPS多出一些如数据链传输误差、电台干扰、基准站信号传输延迟等因素，因此在测量的时候应对RTK测量进行质量控制，方法有：

（1）静态已知点检测比较法，测量中在一个静态已知点上架设基站对下一个已知静态点进行检测，基准站离流动站过远并且中间无已有的基准站可用RTKGPS进行加密，并传递至下一个控制点校核。

（2）同一基站测量杆位桩的时候进行RTK两次初始化测量，并用全站仪校核桩位的直线性

1.2 测量精度统计

为了统计和检测RTKGPS测量结果的精度情况，我们对某些耐张段同时用三种方法进行了测量，解算出各点坐标：最后用常规方法（即TOPCONGTS336N全站仪）测量出各点偏离直线的差值，统计结果比较如下：

由上表可知，RTKGPS测量存在一些误差，分析原因如下：（1）流动站标杆没有对中、置平所产生的误差；（2）基准站传递过程中产生的误差；（3）观测基线的解算误差；（4）所选择的椭球参数及投影参考面所带来的误差；

1.4 RTKGPS测量与常规测量方法的比较

RTKGPS测量与常规测量方法的比较，具有以下优点：

（1）测点之间及测点与基站之间无需通视；（2）受天气影响极小，能全天候工作；（3）能实时地提供点位坐标及点位精度情况；（4）真正实现了全数字化测量；（5）整个测量工作完全可以由一个操作人员来单独完成；（6）由控制到碎步及点、线、面施工放样的测量、记录、计算实现了高度智能化、一体化；（7）具有点、线、面之间的相对关系的计算功能及直观的图形显示功能；（8）数据存储容量大，数据交换方便。

1.5 解决方案

（1）GPS机型采用同一机型，外控中采用双频机进行观测，观测时间保证记录数据满足的情况下继续观测半小时，如果初始化时间较长的点要增加观测时间保证点的精度。RTKGPS定位中对转角采用两次初始化记录数据，并比较两次观测点误差不超过0.02m,对直线桩固定初始化慢的桩位要进行两次初始化观测。取精度较高的数据做为桩位坐标。

（2）坐标系统各手薄、主机内椭球参数、坐标系统、投影方法保持一致，免去手簿系统不一致造成的放线和坐标不准。

（3）基站是后续各测点的参照，所以必须保证其准确可靠，因此我们要求所有基准站点都要用静态测量方法进行传递，并要求测一个副桩，以备检核。基站应尽量选在交通比较方便的地方，并且四周没有遮挡物和反射源，做到基站周围尽量开阔，架设好基站后用流动站现场接受实验一下，保证无线电的发送接收正常。

（4）为了保证同一耐张段内的各塔位桩都在同一直线上，我们规定同一耐张段的各塔位应尽量根据同一基准站进行测量，以避免因传递基准站的点位误差、架设仪器时对中误差等引起直线错位。

（5）流动站周边遮挡或干扰比较厉害时对结果的精度影响非常大，最大可差到米级，所以应当尽量保证流动站周围无大的障碍物和反射及发射源。

结论和建议

（1）利用RTKGPS进行送电线路测量，遵循了"从整体到局部"的测量原理，避免了传统测量方法中"从局部到局部"的误差累积和传播，保证了线路路径走向的准确无误。（2）RTKGPS与航测方法相结合，可真正实现线路测量的一次性终勘定位，并可保证工程质量，大大提高工作效率，减少青苗砍伐和环境破坏，降低工程成本，减少野外劳动强度。可以预见，航测方法与RTKGPS相结合，将是今后线路测量的最终方向。（3）利用RTKGPS进行选线，也可以大大优化线路路径走向，有效地避开建构筑物和不良地质地段，使线路路径走向更加经济合理。（4）利用RTKGPS进行线路终勘定位时，其精度在大多数情况下是能满足规范要求的，但是当档距较小时，其结果也有可能满足不了规范要求，这是因为现行规范中是以定线时的角度测量误差作为限差（〈1'），而GPS测量是以点位误差来衡量测量结果，且同一基站下的流动站点精度分布比较均匀，所以当桩间距离较小时（如转角桩与方向桩之间），则有可能超限。因此应补充现行的线路测量规范。

表1 RTK GPS放线精度统计表

[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用.武汉大学出版社.2002.

[2]朱亚光.Trimble RTK GPS在线路复桩中的应用.电力勘测设计，2003，(4).

[3]张文涛，丘宁峰，郑旭军.GPS及其在电力系统中的应用.电网技术，1996，(5).