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摘 要:科学技术在各行各业中的应用,有效的推动了我国基础工程的建设。尤其是在电力线路测量和定位测量过程中,GPS RTK技术的应用,不仅降低了相关工作人员的工作量,而且可以实现杆塔的动态定位放样,极大的提供了测量工作的工作效率。本文将简单介绍GPS RTK技术的原理和优点,并结合实例分析其在电力线路测量中的应用,为相关工作者提供参考借鉴。
关键词:电力线路测;GPS RTK技术;应用研究
中图分类号:P228 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)33-0107-02
作为科学技术创新发展的产物,GPS RTX技术在电力线路测量中应用时,可以有效的发挥卫星定位的作用,对电力线路进行精准的测量和定位,提升了电力线路测量工作的效率,推动了电力行业的智能化、自动化发展。因此,研究分析GPS RTK技术在电力线路测量中的应用具有重要的现实意义。
1 GPS RTX定位技术的概述
1.1 RTK定位原理
所谓GPS RTX定位技术,就是在载波相位觀测的基础上,利用差分GPS实现测量的技术。该项技术的精度较高,可以对所测量站点的三维坐标进行厘米级的定位测量。为了实现对目标的精准测量,该项技术主要是由数字信号接收系统、实时传输系统以及实时处理系统三部分组成。其工作原理如下:
(1)在采用GPS RTK进行电力测量时,一般需要两台或者两台以上的接收机同时工作,并从中选取一台GPS接收机作为固定的基准站,其余的则作为电力测量时的流动站。通常情况下,作为基准站的GPS接收机固定在一个点上,在进行测量工作时,它会接收到卫星传输过来的原始数据信息。通过穿行端口,无线电发射机根据所收到的数据信息进行广播,确保所有处于工作中的流动GPS接收机可以接收到该广播数据信息。
(2)作为GPS RTX的流动站,其在工作时不仅会采集其所在位置的原始数据,而且还可以利用电台对基准站所广播的GPS原始数据进行接收,并通过串口转往流动站接收机。因此,流动站GPS接收机不仅会接收到来自流动站的原始数据,而且会接收到来自基准站的原始数据,通过周密科学的计算,可以对两个接收机之间的基线向量进行精准的测量。最后根据已知的基准站坐标值,可以对流动站的坐标值进行计算。
1.2 GPS RTK定位技术的优势
(1)精度高:由于在进行定位测量过程中,采集点、放样点之间的并无关联,不会产生误差累加,所以精度也就较高。
(2)速度快:使用GPS RTX技术弥补了传统GPS在测量过程中不能实时和无法放样的缺点,可以是在在数分钟之内完成对象区域的测量施工。即便是工作环境较为恶劣,也可以完成作业,有效的提升了测量的工作效率。
(3)自动化水平高:在进行GPS RTX技术应用过程中,只需要很少的工作人员,就可以完成整个测量工作。相关的数据输入和处理过程都可以借助计算机完成,自动化、智能化水平较高。
1.3 GPS RTK技术的工作步骤
(1)在进行测量之前,应首先对所测量区域的相关控制点信息进行收集,包括控制点的等级、中央子午线、所属的坐标系,所在控制网的布设时间,所处区域的地形特点等。
(2)由于在进行GPS RTK实时解算时,采用的WGS-84坐标系,这与地方坐标系存在一定的差异,需要对两者进行转换参数的确定。一般情况下,常见的对两坐标系的转换参数计算的方法有两种:第一种是基于常规控制网,需要在测量现场对多个已知控制点进行联测,联测的数量一般不低于三个,之后利用控制点对坐标参数进行计算,并采取1~2个控制点对计算结果进行验证。第二种时基于静态GPS的控制网,可以直接利用WGS-84坐标系进行转换参数的计算。
(3)控制点加密:如果测量现场的相邻已知控制点之间的距离较大,已经超过了GPS RTX的工作半径,这时可以在现场选取距离转角桩较近且交通和视野均较好的区域,进行支点的布置。
(4)GPS RTK线路测量:在进行线路测量过程中,为了确保测量的精度,一般应确保流动站具有5颗以上的同步卫星以及处于较高的图形强度参数下进行。对于同一个基准点,在进行放样过程中,应确保其高程和坐标精度指标低于5cm。
(5)内页数据处理:利用测量软件对所采集到的数据,转化成测量线路的平断面图。
2 电力线路测定实例工程概况
某核电站500kV输电线路架设工程,工程所需架设的电力线路全长约为100km,所施工区域主要为山区,虽然线路架设的沿线交通相对便利,但是受到山区植被的影响,线路的通视度较差,无法采用全站仪进行定位测量。由于本工程对施工的要求较高,杆塔的放样要求平面误差低于5cm,高程平面误差低于5cm,断面测量的高程误差低于50cm。因此,为了确保测量结果的准确性,本工程引入了GPS RTK技术进行电力线路的测量。
3 GPS RTK技术的应用分析
3.1 工程相关资料的搜集以及转换参数的计算
本工程根据相关材料,所确定的控制点与线路路径的位置示意图如图1所示。通过控制点,对该电力线路架设的路径进行控制,本工程采用了4个控制点参与到坐标参数的结算。根据相关转换参数计算,最终基准站为G03,并利用流动站对G02进行了测量检查,最终获得的结果满足工程要求的误差范围。
3.2 定线测量
根据本工程的转角塔位坐标值,将相邻转角塔的坐标值输入到GPS中,并建立成一条直线,通过系统的处理分析,会给出当前位置与直线之间的距离以及角度,逐渐引导GPS流动站往线路的直线进行靠近,当两者的线路方向一致时,就可以对相邻转角塔之间的直线塔位置进行精准的定位确定。
3.3 平断面图测量 在进行平面和断面测量过程中,应确保选取的平面和断面点能够对电力线路所在区域的地形、地貌进行真实的反映。首先利用GPS RTK的定线功能,将相邻转角塔的坐标输入到系统当中,并建立成一条直线,并根据相关引导对中线点的位置进行确认,结合工程所在区域的地形地貌实际情况,对断面点的信息进行采集。一般情况下,对于平地而言,断面点之间的距离应低于50m;对于独立山头而言,应至少采集3个以上的断面点。常见的断面测量可以分为以下两种:
(1)纵断面:对导线与地面之间的距离进行控制,尤其是距离地面的最低处应进行现场的校准测量;
(2)横断面:对于导线因为风力等因素,而出现的摆动距离进行控制,一般需要在现场对边线外1:3以上高宽比的边坡高程进行校准测量。
3.4 内业编辑
本工程的线路平断面图采用纵向1:200,横向1:2000的比例尺进行绘制。首先将采集到的原始数据信息由GPS RTX系统中导入到计算机中,利用相关的软件对其进行编辑和整理,最终生成所需的平端面图。
3.5 测量中的注意事项
(1)为了确保电力线路测量的准确性,应在测量作业之前,对所有的仪器设备进行检查,确保其处于最佳工作状态;
(2)对于基准站的选择,应选取地势相对较高,且视野开阔的区域,尽量远离电力线或者树林等有障碍物的区域;
(3)在进行点采集作业之前,应对已知點的可靠性进行检查,确保没有问题后,在进行下一步的采集作业。
4 结束语
综上所述,随着科学技术的发展与进步,GPS RTK技术日渐完善,在电力线路测量中发挥着巨大的作用。本文结合实例分析了GPS RTK技术的实际应用,利用其操作简便,定位精度高等优点,实现了电力线路测量的自动化和智能化操作,不仅可以全天候的实时观测,而且节约了人力和物力的投入,提升了电力企业的工作效率和经济效益,推动了电力行业的可持续发展。
参考文献
[1]蒋鸿飞.GPS RTK技术在输电线路测量中的创新应用思路探讨[J].科技创新导报,2011(7):92~93.
[2]周群友.在电力测量中如何应用GPS RTK技术[J].广东科技,2010,19(16):73.
[3]何贵兵,李首文.GPS RTK技术在电力线路定线测量中的应用[J].科技创新导报,2011(23):86.
收稿日期:2018-10-18
作者简介:叶祥志(1983-),男,汉族,湖南常德人,大学本科,工程师,主要从事电力工程测绘工作。
关键词:电力线路测;GPS RTK技术;应用研究
中图分类号:P228 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)33-0107-02
作为科学技术创新发展的产物,GPS RTX技术在电力线路测量中应用时,可以有效的发挥卫星定位的作用,对电力线路进行精准的测量和定位,提升了电力线路测量工作的效率,推动了电力行业的智能化、自动化发展。因此,研究分析GPS RTK技术在电力线路测量中的应用具有重要的现实意义。
1 GPS RTX定位技术的概述
1.1 RTK定位原理
所谓GPS RTX定位技术,就是在载波相位觀测的基础上,利用差分GPS实现测量的技术。该项技术的精度较高,可以对所测量站点的三维坐标进行厘米级的定位测量。为了实现对目标的精准测量,该项技术主要是由数字信号接收系统、实时传输系统以及实时处理系统三部分组成。其工作原理如下:
(1)在采用GPS RTK进行电力测量时,一般需要两台或者两台以上的接收机同时工作,并从中选取一台GPS接收机作为固定的基准站,其余的则作为电力测量时的流动站。通常情况下,作为基准站的GPS接收机固定在一个点上,在进行测量工作时,它会接收到卫星传输过来的原始数据信息。通过穿行端口,无线电发射机根据所收到的数据信息进行广播,确保所有处于工作中的流动GPS接收机可以接收到该广播数据信息。
(2)作为GPS RTX的流动站,其在工作时不仅会采集其所在位置的原始数据,而且还可以利用电台对基准站所广播的GPS原始数据进行接收,并通过串口转往流动站接收机。因此,流动站GPS接收机不仅会接收到来自流动站的原始数据,而且会接收到来自基准站的原始数据,通过周密科学的计算,可以对两个接收机之间的基线向量进行精准的测量。最后根据已知的基准站坐标值,可以对流动站的坐标值进行计算。
1.2 GPS RTK定位技术的优势
(1)精度高:由于在进行定位测量过程中,采集点、放样点之间的并无关联,不会产生误差累加,所以精度也就较高。
(2)速度快:使用GPS RTX技术弥补了传统GPS在测量过程中不能实时和无法放样的缺点,可以是在在数分钟之内完成对象区域的测量施工。即便是工作环境较为恶劣,也可以完成作业,有效的提升了测量的工作效率。
(3)自动化水平高:在进行GPS RTX技术应用过程中,只需要很少的工作人员,就可以完成整个测量工作。相关的数据输入和处理过程都可以借助计算机完成,自动化、智能化水平较高。
1.3 GPS RTK技术的工作步骤
(1)在进行测量之前,应首先对所测量区域的相关控制点信息进行收集,包括控制点的等级、中央子午线、所属的坐标系,所在控制网的布设时间,所处区域的地形特点等。
(2)由于在进行GPS RTK实时解算时,采用的WGS-84坐标系,这与地方坐标系存在一定的差异,需要对两者进行转换参数的确定。一般情况下,常见的对两坐标系的转换参数计算的方法有两种:第一种是基于常规控制网,需要在测量现场对多个已知控制点进行联测,联测的数量一般不低于三个,之后利用控制点对坐标参数进行计算,并采取1~2个控制点对计算结果进行验证。第二种时基于静态GPS的控制网,可以直接利用WGS-84坐标系进行转换参数的计算。
(3)控制点加密:如果测量现场的相邻已知控制点之间的距离较大,已经超过了GPS RTX的工作半径,这时可以在现场选取距离转角桩较近且交通和视野均较好的区域,进行支点的布置。
(4)GPS RTK线路测量:在进行线路测量过程中,为了确保测量的精度,一般应确保流动站具有5颗以上的同步卫星以及处于较高的图形强度参数下进行。对于同一个基准点,在进行放样过程中,应确保其高程和坐标精度指标低于5cm。
(5)内页数据处理:利用测量软件对所采集到的数据,转化成测量线路的平断面图。
2 电力线路测定实例工程概况
某核电站500kV输电线路架设工程,工程所需架设的电力线路全长约为100km,所施工区域主要为山区,虽然线路架设的沿线交通相对便利,但是受到山区植被的影响,线路的通视度较差,无法采用全站仪进行定位测量。由于本工程对施工的要求较高,杆塔的放样要求平面误差低于5cm,高程平面误差低于5cm,断面测量的高程误差低于50cm。因此,为了确保测量结果的准确性,本工程引入了GPS RTK技术进行电力线路的测量。
3 GPS RTK技术的应用分析
3.1 工程相关资料的搜集以及转换参数的计算
本工程根据相关材料,所确定的控制点与线路路径的位置示意图如图1所示。通过控制点,对该电力线路架设的路径进行控制,本工程采用了4个控制点参与到坐标参数的结算。根据相关转换参数计算,最终基准站为G03,并利用流动站对G02进行了测量检查,最终获得的结果满足工程要求的误差范围。
3.2 定线测量
根据本工程的转角塔位坐标值,将相邻转角塔的坐标值输入到GPS中,并建立成一条直线,通过系统的处理分析,会给出当前位置与直线之间的距离以及角度,逐渐引导GPS流动站往线路的直线进行靠近,当两者的线路方向一致时,就可以对相邻转角塔之间的直线塔位置进行精准的定位确定。
3.3 平断面图测量 在进行平面和断面测量过程中,应确保选取的平面和断面点能够对电力线路所在区域的地形、地貌进行真实的反映。首先利用GPS RTK的定线功能,将相邻转角塔的坐标输入到系统当中,并建立成一条直线,并根据相关引导对中线点的位置进行确认,结合工程所在区域的地形地貌实际情况,对断面点的信息进行采集。一般情况下,对于平地而言,断面点之间的距离应低于50m;对于独立山头而言,应至少采集3个以上的断面点。常见的断面测量可以分为以下两种:
(1)纵断面:对导线与地面之间的距离进行控制,尤其是距离地面的最低处应进行现场的校准测量;
(2)横断面:对于导线因为风力等因素,而出现的摆动距离进行控制,一般需要在现场对边线外1:3以上高宽比的边坡高程进行校准测量。
3.4 内业编辑
本工程的线路平断面图采用纵向1:200,横向1:2000的比例尺进行绘制。首先将采集到的原始数据信息由GPS RTX系统中导入到计算机中,利用相关的软件对其进行编辑和整理,最终生成所需的平端面图。
3.5 测量中的注意事项
(1)为了确保电力线路测量的准确性,应在测量作业之前,对所有的仪器设备进行检查,确保其处于最佳工作状态;
(2)对于基准站的选择,应选取地势相对较高,且视野开阔的区域,尽量远离电力线或者树林等有障碍物的区域;
(3)在进行点采集作业之前,应对已知點的可靠性进行检查,确保没有问题后,在进行下一步的采集作业。
4 结束语
综上所述,随着科学技术的发展与进步,GPS RTK技术日渐完善,在电力线路测量中发挥着巨大的作用。本文结合实例分析了GPS RTK技术的实际应用,利用其操作简便,定位精度高等优点,实现了电力线路测量的自动化和智能化操作,不仅可以全天候的实时观测,而且节约了人力和物力的投入,提升了电力企业的工作效率和经济效益,推动了电力行业的可持续发展。
参考文献
[1]蒋鸿飞.GPS RTK技术在输电线路测量中的创新应用思路探讨[J].科技创新导报,2011(7):92~93.
[2]周群友.在电力测量中如何应用GPS RTK技术[J].广东科技,2010,19(16):73.
[3]何贵兵,李首文.GPS RTK技术在电力线路定线测量中的应用[J].科技创新导报,2011(23):86.
收稿日期:2018-10-18
作者简介:叶祥志(1983-),男,汉族,湖南常德人,大学本科,工程师,主要从事电力工程测绘工作。