CORS技术在电力勘测设计中的应用

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  摘要:连续运行卫星定位系统(CORS)具有操作简便、成本低、精度高、实时性强、覆盖率广等优点,近几年广泛应用于各行业的勘测领域。电力线路勘测是电力工程的重要基本保障,CORS的应用能使施电力线路勘测得到高效精确的数据。
  关键词:CORS技术电力 线路勘测
  一、引言
  CORS,即连续运行卫星定位综合服务系统(ContinuouslyOperating Reference System),它是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物,是全球定位导航系统GNSS技术发展的成果,它被用来解决与定位、导航、气象有关的问题。CORS技术在国外已经被广泛地运用于资源开采与建设施工等诸多方面,而在我国, CORS的应用在大多数情况下还仅局限于大地测量、城市规划等基础层面,可见,CORS技术在电力工程领域有着非常广阔的前景。
  二、CORS技术的原理及优点。
  CORS 是由一个或若干个固定的连续运行GNSS参考站组成,将卫星导航定位技术、现代计算机管理技术、数字通讯技术和互联网技术集于一体的系统。该系统可全天候实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GNSS观测数据(载波相位,伪距),各种改正数、状态信息,以及其他有关GNSS 信息的服务。
  网络 CORS具有跨行业特性,可面向不同类型的用户,不再局限于测绘领域及设站的单位与部门;可同时满足不同需求的用户在实时性方面的差异,能同时提供 RTK、DGPS、静态或动态后处理、及现场高精度准实时定位的数据服务;能兼顾不同层次的用户对定位精度指标的要求,提供覆盖米级、分米级、厘米级的数据;覆盖范围广、作业效率高,一次投资长期受益的特点,成为城市基础设施建设新方向;提供稳定、统一的参考坐标系给所有用户共享,规范基础测绘数据;提高作业区域的精度一致性,降低系统误差、提高外业数据质量;提高生产效率,单人测量系统成为GNSS 主流作业模式;在基站距离不够,信号不好时,特别是山区,CORS发挥着巨大的作用。
  三、CORS技术在电力线路勘测中的应用。
  在电力勘测中使用CORS技术能提高工作效率、减轻测量人员的工作负担和劳动强度,并且可以收到更好的效益。CORS技术电力线路勘测主要包括以下几个方面:
  1.定位勘测。
  定位勘测如果没有直线段两端点坐标的数据,则需要利用CORS系统测出其坐标数据;如果已经有了所需要的数据,则可直接应用该数据,以直线作为参考线,然后根据确定好的问隔距离,利用CORS系统进行数据处理,即可得到各桩的地理坐标。
  2.选线勘测。
  选线测量是根据已确定的路径方案,将线路的起点、转角点、终点逐个在实地确定。利用CORS技术进行选线测量,可以方便精确地将各个目标点定位在方案所确定的地理位置上。
  3.定线勘测。
  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2点之间写出一系列的直线桩)的工作。定线测量以往通常是采用直接定线和间接定线的方法。直接定线就是用正倒镜分中法进行,若遇到障碍物的时候,可采用“等腰三角形、矩形、等边三角形”等间接方法进行定线。将CORS用于定线测量,不需要点与点之间的通视,可以减少高大建筑、树木和高杆农作物对测量的影响,而且能够很容易地控制线路的方向。
  在利用CORS进行定线测量时,如在2个转角桩之间测出系列直角桩,则一般方法为:如果已知2个转角桩的坐标,可直接读取这2个转角桩的坐标,否则需借助于CORS测得2个转角桩的坐标,然后将这2个转角桩设为直线的2个点,以该直线作为参考线,设置直线桩的间隔距离,再利用CORS数据处理的计算结果,就可以测出直线桩的坐标。
  4.断面勘测。
  测出沿线路中心线及两边线方向或线路垂直力向的地形起伏特征变化点的高度和距离,称为断面勘测;沿线路中心线施测各点地形的变化状态,称为纵断面勘测;沿线路中心的垂直方向施测各点的地形变化状态,称为横断面勘测。线路的断面测量工作可分为中线断面测量、边线断面测量和风偏断面测罩3种。中线断面足沿线路中心导线方向的地表剖面,实际卜是2个方向桩的连线;边线断面是沿高侧边导线的地表剖面;风偏断而是与线路中心线垂直的地表剖面。
  实际上,在横断面架空输电线路的断面测量中,主要是测定地物、地貌特征点的里程和高程,对高程精度的要求不是很高,而且主要是测定各特征点与输电线路导线问的相对距离,因此,运用CORS系统可以快速测定断面。断面测量一般是与定线测量同时进行,故不需要另外设置基准站。
  四、CORS技术在电力工程应用的展望。
  随着工程技术手段日新月异的发展,电力工程项目中的技术含量较高的项目也日渐增多。这些项目竣工投入使用后,由于其结构上的特殊性,对其相关勘测便成了困扰技术人员的一大难题。一方面,这些电力工程项目发生事故,后果不堪设想,实时监控或预防性监控成为一种必然趋势;另一方面由于对项目影响较大的不可抗力因素(如地震、泥石流、台风等)的不确定性,使得目前通行的常规方法的效果极为有限,而CORS的应用则可以解决上述问题。
  五、CORS技术存大的问题
  从CORS技术的稳定性和精度方面来看,在6h的观测时间内, GPS网络的解的精度及其稳定性随数据量的增加而迅速提高,而在数据量大于6 h以后,提高的速率较为缓慢。对于平均基线长度为数百公里,最长的基线边超过1000 km的GPS连续运行参考站网络,其在6 h以内的解的精度和稳定性不高,不宜用于高精度的测量与定位服务;当数据量达到12 h以后,解算结果及其精度趋于稳定; 24 h解(单日解)具有足够高的稳定性,其坐标的精度可优于±5 mm。GPS网络的解随着数据量的增加而收敛于单日解。应当指出,在GPS网络的数据处理过程中,必须认真、仔细地做好数据的编辑和质量检核工作,剔除坏的观测数据,否则将导致解的精度降低或者不收敛。
  在国内,各大城市基本上有了自己的CORS系统,但应用方面不是很透彻,管理方面不是很到位。由于目前我国尚无明确的国家卫星连续运行参考站网建设规划,全国各处建网缺乏统筹规划、统一协调,因此出现部门间信息沟通不够,又受行业壁垒影响,在同一城市不同部门相互间不了解情况,造成一个城市多个单位同时或先后各自独立建网,带来了建设的盲目性和跟从性,造成重复建站、重复投资,信息不能共享,投资回报低等多种问题。所以各城市在建網时,政府各有关部门应相互协调,统筹规划、统一标准,走联合建站、信息联网、各自管理、数据共享的道路。
  六、总结
  从国内外CORS项目建设现状看, CORS技术发展的规模化和实时化是两个趋势。通过以上对CORS应用前景的探讨,不难看出CORS技术在电力线路勘测领域还有很大的应用空间,无论从提高质量还是在缩减成本方面,这项技术的运用都将会给电力工程带来前所未有的变化。CORS技术将会在线路初测、定测、复测、施工的整个过程中发挥全面而积极的作用。在电力线路测量工作中使用CORS技术,可以提高测量精度、减少测量周期,效益非常显著。
  参考文献:
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