电业公司输电线路测量技术研究与应用

郭孟超

（大同煤矿集团设计研究有限责任公司山西大同）

0 引言

根据大同煤矿集团电业公司2020年维简计划，需对同煤集团35 kV部分供电线路进行改造。我单位主要承担此次工程的线路测量工作。由于原有几处线路架设基础资料不完整，线路附近控制点遭到破坏，无法直接获取原有线路的基本标高，导致线路设计工作不能进行。本文主要介绍利用RTK和全站仪，快速获取原有线路高程的方法。

1 输电线路测量整体思路

高压输电线路架设需精确考虑架设路线与原有线路之间的垂直距离，以确保设计线路的安全运行。随着测量技术的发展，RTK技术已经广泛应用于测绘行业，然而在输电线路测量工作中，由于RTK技术定位精度容易受高大建筑物、大面积水域、高压输电线路等环境影响，产生多路径效应，对测量结果影响较大，因此在本项目主要还是依赖于全站仪悬高测量，结合RTK技术作为辅助手段进行应用。

2 全站仪悬高测量方法原理概述

悬高测量，就是测定空中某点(如高压线、烟囱、塔顶等)至某一基准面的高度。在对净空有要求的一些工程勘测项目，如公路测量、输电线路测量等工程必须进行此项测量。当对空中某点进行高度测量时，利用全站仪的悬高测量功能，可以测出空中目标点距地面点的高度。全站仪悬高测量的工作原理如下图所示。

图1 全站仪悬高测量的工作原理

悬高测量的工作原理：HB=HA+Hi+Scosα1tanα2

HA为设站点高，Hi为仪器高，S为全站仪至反射棱镜斜距；α1和α2分别为反射棱镜和目标点的竖直角。

首先把反射棱镜设立在欲测目标点B的天底b点(即过目标点B的铅垂线与地面的交点)，输入反射棱镜高v(也可以不用棱镜高)，然后照准反射棱镜进行距离测量，再转动望远镜照准目标点B，使能实时显示出目标点B至地面的高度H。

悬高测量的原理很简单，观测起来也很便捷。利用全站仪提供的该项特殊功能，可方便地用于测定悬空线路、桥梁、架空管道以及高大建筑物、构筑物的高度。

3 应用实例

燕子山西部供电线路同煤集团35 kV“四—南”线G7#'、G12#'杆改造，35 kV“四—辛”线G19#'、G26#'水泥杆更换铁塔，35 kV“四—岩”线增加铁塔G19#'，35 kV“云—姜2#”、G22#'塔改造的测量工作，需准确掌握原有线路的悬高情况，以便更好地为线路设计改造提供基础资料，要求对上述线路进行测量。然而由于上述线路附近原有水准点已经遭到破坏，无法为本次测量工作提供原始数据，而现有水准资料距离上述线路较远，且上述线路基本都处于山地，沟坎和丘陵分布密度大，从现有高程控制点进行水准测量工作量太大，人工投入和经济投入都明显增加，不能确保测量工作如期完成，将影响线路设计进度。为有效解决这一问题，本项目采用全站仪结合RTK测量技术进行线路测量，具体方法如下。

3.1 参数转换

由于RTK测量直接获取WGS84坐标系统的坐标，与现有矿区独立坐标不属于同一坐标系统，需要获取两套坐标系统之间的转换参数。选取距离测区范围相对较近的3处原有水准点作为公共点，利用RTK快速测量获取其平面坐标及高程。并在GPS手簿中进行四参数转换计算，求得转换参数，将其应用于本工程。然后对原控制点重新进行数据采集，并与原有控制点平面坐标进行对比检核，结果如下：

?

通过上表可知最大点位中误差MMAX=0.032，可满足本次测量要求。

3.2 悬高测量

在“四—南”线G7#'铁测量过程中，首先选定容易架设全站仪的位置A号点，并采用RTK技术获取该点的坐标及高程，同时在其附近通视条件较好的位置选取B号点作为后视点，并获取B号点的坐标及高程。在A号点架设全站仪，以B号点为后视进行定向，然后分别在G6#、G7#及两塔线路悬线最低处天底架设对中杆，应用全站仪悬高测量功能，再输入仪器高及棱镜高后，照准反射棱镜，测量仪器至棱镜的斜距，然后旋转照准部瞄准高压线悬线，就能获取该处悬线高度。线路其他处采用同样方法进行测量。

4 误差分析

该项目采用该方法进行测量，分析其测量误差，主要有以下三点：

（1）GPS高程测量误差。主要来自参考星历误差，电离层误差，多路径效应误差，整周模糊度误差等。该误差主要通过GPS测量值与原有控制点之间测量值对比进行改正，以缩小误差值，确保高程测量精度。

（2）全站仪悬高测量垂直角误差。由于全站仪对目标物体进行照准过程中，存在照准误差，从而影响测量垂直角及测量距离，进而对所测得的高程值产生影响，要求作业人员在测量过程中尽量确保照准精度，以提高测量成果质量。

（3）由于悬高测量过程中，目标天底往往不容易确定，产生的误差比较大，从而对测量结果产生影响。所以在目标天底寻找过程中，测量人员应尽量确保目标天底的准确度。

5 结论

悬高测量方法主要难点在于天底位置的选择。操作过程中经常会出现天底位置选择误差，经数据对比，其误差对工程影响不大。RTK技术结合全站仪的使用，可以明显减小本项目工程难度及工期，可以在类似项目中进行推广。