摘要:RTK 定位技术集多种技术的优点于一身,在卫星定位中起着十分关键的作用,现在正应用于电力线路测量事业。在具体应用时,该技术能够对地籍与地形进行测量,还能够对地震防线、电力工程等实施定位,其工作原理简单来说就是动静两种状态测量的综合运用。该技术能够实现大规模的线路测量及动态放样。在此首先就 RTK 定位技术的应用现状进行简单介绍,然后对该技术的特点展开分析,最后对该技术在电力线路测量中的应用状况进行阐述,以此说明学习好该技术的必要性。
关键词:RTK 技术;电力线路;测量;应用
早于 RTK( 实时动态) 之前出现的定位技术( 如静态、快速静态、准动态、动态等定位方法) 均需要测量以后进一步处理才能获得最终成果,野外作业者无法在极短的时间内知道结果,导致无法有针对性地采取质量控制,经常会出现在第二天甚至几天以后由于质量问题需要重新测量,作业人员不得不在野外实测中为了确保精度及质量而增加观测时长收录很多额外的观测值,这无疑对人力、物力和财力造成极大浪费,从时间及经济两个角度来说也极不划算。取而代之是 RTK 技术的应用,省免去了繁琐的后处理程序,在测量时就能获取三维坐标值。应用 RTK 技术放样过程中,只要把设计坐标输进 RTK 测量控制手簿里,RTK 流动站便能指引测量者到达精准的放样点,操作方便且速度快,一个人就可以完成。RTK GPS 以设计坐标直接放样,可以精确到厘米级别,测量误差分布均匀,使得野外放样速度有很大程度提升。
1 RTK 实施原则及作业流程
一是对测区的控制点资料进行收集: 首先对测区的控制点资料进行收集,包括诸多方面的内容,如控制点的坐标、等级、中央子午线以及坐标系等,对采用常规控制网、GPS 控制网进行科学判断,并且考察控制点的地形和位置环境,保证其与动态 GPS 参考站的要求所符合。
二是求定测区转换参数: 要在 WGS - 84 坐标系中进行 GPA - RTK测量,而在当地坐标或我国的其他坐标上进行电力线路测量定位,那么就需要转换坐标。如果采用 GPS 静态测量的方式,需要在事后进行坐标转换。而 GPS - RTK 则是实时测量的,那么就需要将当地的坐标给出来,那么就需要对坐标转换工作产生足够的重视。坐标转换的必要条件是这样的,有不少于三个的大地点分别有 WGS - 84 地心坐标和北京坐标或西安坐标,利用转换模型,将转换参数求出来。本参数控制线路通常为 30 千米,一段线路由一套转换参数来控制,分段点为转角。
三是选定和建立参考站: 要想实施动态 GPS,非常关键的内容就是科学安置参考站。在安置参考站时,需要考虑这些方面的内容; 参考站额已知坐标应该是准确的; 要合理选择参考站的位置,除了具备较高的地势之外,还需要有开阔的天空,周围没有高度角在 10 度以上的障碍物,这样可以接收卫星信号,并且实现数据链发射。为了避免丢失数据链,或者受到多路径效应的影响,就需要保证周围没有 GPS 信号反射无存在,其他的干扰源也是不能存在的,如高压电线、电视台、无线电发射站等等。
四是工程项目内业设计和参数设置: 分别是中央子午线、测区坐标系间的转换参数以及当地坐标系的椭球参数。
2 RTK 技术在电力线路测量中的应用
一是输电线路的作业原则和特点: 在电力线路工程终勘阶段,必须要完成的任务就是测量,分别是定线、平断面测量和定位测量,其中定线测量要结合设计坐标,将转角点给确定下来,将设计线路落实下去,并且结合当地的具体地形地貌,来对一定的直线桩和平端面测量需要的方向桩进行设置。在送电线路的作业中,需要促使在两个转角点之间,线路转角段保持在一个直线状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照 2 千米到 15 千米的标准来严格控制两个转角桩之间的距离,在设定直线桩时,需要将地形地物情况以及平断面测量的要求给充分纳入考虑范围,通常按照 400 米的标准来严格控制两桩距离,结合相关的电力规范,以相邻两直线桩中心为基准,对直线进行延伸,要控制其偏离直线方向的角度,需要保证在180 度以内,平面定位精度需要保持在 3 厘米左右,在一些特殊情况下,可以按照 5 厘米的标准来进行控制。
在电力线路测量的主导线点布设中,通常将静态测量技术给应用过来,并且将各个主导线点的坐标给精确测出来,这样就可以对基准站进行更好的设置。如果主导线之间有着较长的距离,在 7 千米到 12 千米之间,或者有着较为复杂的地势,采用动态系统的数据链,无法对数据顺利传递,那么就需要进行加密,或者对一部分参考点进行延伸。在直线桩放样时,通常在线路的主导线点或者由主导线点引申的参考点上设置基准站接收机,按照设计方位角,并且将具体的地形地貌情况纳入考虑范围,对直线桩进行放样。因为相对于基准站,流动站的精度才是存在的,因此,就相对独立,为了避免转角段的直线性受到起算坐标误差的影响,就需要由一个固定的基准站来测定每一个转角段。
二是 RTK 技术在电力线路测量中的两种基本模式: 在实地对前视转角位置进行选定,首先利用两个移动站来对前后转角桩坐标进行测量,然后利用这两个桩的测量坐标,对直线进行定义,在测量平断面时,利用的是两个移动站对向放样直线桩位和。
在一些比较特殊的地段,如果将前视方向给确定了下来,首先以移动站来对后视转角桩和前视方向桩坐标进行测量,然后利用这两点的实测坐标来对直线进行定义,在平断面测量中,利用的是两个移动站放样直线桩和。
3 RTK 技术在电力线路测量中与常规仪器的配合使用
GPS RTK 测量在实践当中具有一系列的优势,如较短的观测时间、较高的精度,无须通视就可以现场将测点坐标给出来等,将其应用到架空送电线路中,在协助选线、快速选线以及桩位坐标测量中,可以发挥出较大的作用。但是,在线路终勘定位阶段,选线以及定线测量以及桩间距离和高差测量等,不是测量专业的全部内容,还包括其他方面的内容,如平断面测量、交叉跨越测量等等。如果送电线路需要对已有电力线路进行交叉跨越或者穿过,那么就需要对电线交叉点最高或最低线的线高进行测量。如果送电线路需要对通信线路进行跨越时,需要对中线交叉点上的上线高进行测量。送电线路需要对房屋进行跨越,或者是接近房屋,需要对交叉点屋顶高进行测量,或者是对接近房屋的距离和屋顶高进行测量等等,在这些测量中,常规仪器都是必不可少的。如果采取的是实时动态 RTK 测量方式,那么选取的椭球基本参数就需要统一于工程其他各个阶段。要在那些有着较为开阔地势和较少地面植被的网点或者转角桩上选择基准站,同时,保证交通较为便捷。基准站在对坐标或者高程进行测定时,可以将快速静态或者静态作业模式给应用过来。基准站在安装发射天线时,需要与其他无线电干扰源所避开,流动站在采集数据或者精确放样数据时,对讲机是不能使用的。在进行 RTK 测量时,同步观测卫星数需要保持在 4 颗以上,要严格控制显示的坐标和高程精度指标,保证不超过 30 毫米。
4 结语
GPS 技术运用于线性工程测量作业里,精度高、不受作业条件及距离双重束缚,在地形多变、特定关键工程区域等的道路测量方面优势明显,自动化水平高,能够有力地降低工作强度,且能大幅提升工作效率与质量。伴随 GPS 技术尤其是 RTK 技术水平的提升,许多厂家开始自主研发并推出相应设备,该类设备的初始化时间逐渐缩短,跟踪水平、精确程度、可靠程度都有了不同程度的提升。GPS 在勘测设计单位已经显现出取代全站仪的迹象,在线性工程勘察设计单位与线性工程施工单位的运用方面都将有无限广阔的未来。
参考文献
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论文作者:张冬冬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签:测量论文; 坐标论文; 技术论文; 转角论文; 直线论文; 作业论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第25期论文;