浅议GPS RTK技术在输电线路测量中的应用

刘延军

摘要：由于输电线路勘测工作的特点以及全球定位系统(GPS)的优势以及特点，使得GPS应用于输电线路勘测成为必然。GPS的引入使得输电线路勘测的质量，效率都获得提高，是输电线路勘测的一次重大技术飞跃。

关键词: GPS-RTK技术：特点；应用；原理

Abstract: due to the characteristics of the transmission line survey, and the global positioning system (GPS) and advantage of features, make GPS application in transmission line survey become inevitable. The introduction of the transmission line makes GPS surveying quality, efficiency, have raised, transmission line survey of a major technical leap.

Keywords: GPS-RTK technology: characteristics; Application; principle

中图分类号： TM621.5 文献标识码：A 文章编号：

引言：

GPS技术在20个世纪90年代初期开始在电力工程中应用,从单频GPS、 静态、 快速静态到GPSTRK技术的出现,国内电力工程勘测始终紧跟GPS技术发展的方向。RTK定位技术的崛起,是GPS定位技术的又一次重大突破,这项技术的应用使得线路航测的大规模落实路径测量和实时动态放位测量变为现实。

1. GPS测量主要有以下特点：

1.1测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

1.2定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm +5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。

1.3观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。

1.4提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

1.5操作简便。GPS测量的自动化程度很高。

在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

1.6全天候作业。GPS觀测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

2.GPS-RTK作业原理

RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术，实施动态测量。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站的三维坐标及精度，具有高精度、高效益、高可靠性、高自动化的优点。

2.1做好GPS控制测量，方便RTK作业

线路控制网的布设很重要，控制点位置的好坏直接影响到RTK技术在线路的应用。考虑RTK的作业半径及线路的地形布设控制点。应尽量在线路附近，交通方便，地域开阔，地势较高的地区布设。山区控制点间距不宜超过5公里。对整个线路优化布设控制网，保证网的几何强度，提高网的可靠性指标。

2.2线路测量中要尽可能采用全站仪器配合RTK的作业模式，充分发挥RTK测量的先进功能。

3.GPS静态测量在输电线路勘测中的应用

3.1GPS静态测量的应用

输电线路的勘测分为工测和航空摄影测量，而无论哪种测量方法都需要GPS静态测量与RTK的参与。首先参与的就是静态测量，即：对整条输电线路的周围进行控制点的布设及观测，用来对整条线路进行高程和平面控制。

对于航空摄影测量输电线路，所拍路径图大部分为1：10000左右的照片，首先所要做的就是在这些航拍照片上选择合适的点作为静态外控的控制点。在控制点的选择上，参照航片我们尽量选择用肉眼好判别，且周围高差不大的地方，以方便相片的匹配；但同时我们又要兼顾线路勘测的特性，比如道路情况，是否可以方便到达等等。

3.2RTK测量的应用

RTK是指载波相位实时动态差分定位(Real -TimeKinematic)，它是GPS发展的最新形式。静态GPS测量采用相位差分可以达到厘米甚至毫米级精度，但缺点是经过事后处理才知道结果。而RTK通过实时处理即能达到厘米级精度。

RTK在输电线路中的应用主要用于定线，定位，直线桩位及塔位的放样，另外还有平断面的测量。GPS所能直接提供的数据形式就是坐标，RTK最主要的两大功能就是实时测图和工程放样，我们所用的基本都是放样功能。

4. RTK在线路测量中的实施

4.1定线测量

定线测量,就是精确测定线路中心线的起点、转角点和终点间各线段(即在两点之间写出一系列的直线桩)的工作。由于采用GPS定线不需要点与点之间通视,而且RTK能实时动态显示当前的位置,所以施测过程中非常容易控制线路的走向以及其他构筑物的几何关系。

4.2断面测量

测出沿线路中心线及两边线方向或线路垂直方向的地形起伏特征变化点的高度和距离,称为断面测量;沿线路中心线施测各点地形变化状态,称为纵断面测量;沿线路中心的垂直方向施测各点地形变化状态,称为横断面测量。 输电线路的断面测量中,主要测定地物、地貌特征点的里程和高程,对高程精度要求不很高,而且主要测定各特征点与输电线路导线间的相对距离,因此,可以用RTK快速测定断面。

4.3杆塔定位测量

杆塔定位测量,是根据线路设计人员在线路平断面图上设计线路杆塔位置测设到已经选定的线路中心线上,并钉立杆塔位中心桩作为标志的工作。用RTK测设杆塔位的方法与定线测量类似,一般在相邻两耐张杆塔之间架设基准站,用移动站分别测出直线段两端点的坐标(如果已经有坐标则可直接调用)。在获取转点的坐标信息后,将两端点的坐标信息设置为直线的两点,然后以该直线作为参考线,设计图,在电子手薄中输人测设的杆塔位置与端点之间的间隔后,即会生成包含各杆塔位桩点坐标的折线文件。根据折线文件中杆塔位桩的坐标,信RTK实时导航指示,可测设出各杆塔位桩,并标定之。

4.4 杆塔施工测量

输电线路施工中,首先要进行塔位复测,如果遇到线路中心桩丢失的情况,还需要通过测量来恢复。 应用RTK技术,将使这方面的工作快速、高效。

5. RTK在实施时应注意的问题

在输电线路测量中,应用RTK测量技术,在实际操作过程中应注意以下几方面

的问题。

5.1实时动态RTK测量时选用的椭球基本参数(主要几何和物理常数)必须在同一工程各个阶段保持一致。

5.2基准站应选择

在地势开阔和地面植被稀少,交通方便,靠近放样的网点或转角桩上。 基准站应以快速静态或静态作业模式测定坐标和高程。

5.3基准站发射天线安装时,尽量避开其他无线电干扰源的干扰(如高压线、 通信、电视转播塔、 对讲机的发射使用)和强反射源的干扰。 流动站在精确放样数据和采集数据时,应停止对讲机的使用。

5.4进行RTK测量,同步观测卫星数不少于5颗,显示的坐标和高程精度指标应在±30mm范围内。放样塔位桩坐标值宜事先输入接收机控制器(电子手薄)中并认真校对。 当放样显示的坐标值与输入值差值在±15mm以内时,即可确定塔位桩,并应记录实测数据、 桩号和仪器号。

6.结论：

GPS技术应用于输电线路测量，使得线路勘测的效率，质量大大提高，而且节省了勘测人员体力的支配。另外减少了对树木的砍伐，起到了一定的环保作用。GPS技术已成为输电线路勘测的一个重要组成部分，随着GPS技术不断的提高以及广大测绘工作者的不断探索，GPS会逐步深入到更具体的工作以及满足更多特种工程的需要。

参考文献：

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[2] 王生辉.GPSRTK线路测量技术研究[J].科技资讯,2007(9).

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