GPS RTK在電力線路測量中的應用

周波

（浙江華隆巖土工程有限公司，浙江 杭州 310014）

1 工程實例分析

2006年7月-8月間，我公司進行500kV雙龍-麗水-甌海II回輸電線路工程工程測量，工程始于金華市500kV雙龍變，終于溫州500kV甌海變，全長180公里。線路沿線途經全線經金華、麗水、溫州等三縣市。山地平均海拔高程300～800m,最大高差700m,植被茂密，跨越高等級線路比較多。

該工程如果采用常規測量方法進行終勘定位測量，困難非常大。由于該路段沿線樹木多且高，通視條件極差，要砍出通道，要雇傭大量的民工砍伐樹木，不僅破壞森林而且工程進度很難保證；更難的是不能保證如此長線路的坐標整體性。因此我們采用RTKGPS進行終勘定位。

1.1 作業方法。電力線路終勘定位中用到RTK進行定位放線定直線、轉角，進行斷面測量。選線外控GPS測量中做過GPS控制點，并聯測了國家控制點，給RTKGPS的實施做好了鋪墊。測量前，我們把設計預選航切的轉角點和控制點的坐標和高程通過電腦或手工輸入TSCe測量手簿內。

圖1 RTK放線示意圖

首先把基準站架設在路邊已有的控制點上，兩臺流動站在同一耐張段上確定前后的兩基轉角然后前后向中間在確定好的直線上根據設計擋距和實際地形標定中間的直線塔位。然后可以根據地形在擋距中間用RTKGPS測定實際地物高程點等，為繪制修改平斷面圖做準備。注意基準站離流動站距離根據實際地形平地丘陵可考慮控制在6km以內。山地控制在3km以內，實際無線電接收距離并不如說明上所講10km，也要根據儀器的新舊老化而定,不宜太遠以免接收不到無線電信號造成不必要的損失和延誤。

本線路已聯測好的控制點有25個，眾多數據表明，RTK確定的整周模糊度的可靠性最高為95%，比靜態GPS多出一些如數據鏈傳輸誤差、電臺干擾、基準站信號傳輸延遲等因素，因此在測量的時候應對RTK測量進行質量控制，方法有：

（1）靜態已知點檢測比較法，測量中在一個靜態已知點上架設基站對下一個已知靜態點進行檢測，基準站離流動站過遠并且中間無已有的基準站可用RTKGPS進行加密，并傳遞至下一個控制點校核。

（2）同一基站測量桿位樁的時候進行RTK兩次初始化測量，并用全站儀校核樁位的直線性

1.2 測量精度統計

為了統計和檢測RTKGPS測量結果的精度情況，我們對某些耐張段同時用三種方法進行了測量，解算出各點坐標：最后用常規方法（即TOPCONGTS336N全站儀）測量出各點偏離直線的差值，統計結果比較如下：

由上表可知，RTKGPS測量存在一些誤差，分析原因如下：（1）流動站標桿沒有對中、置平所產生的誤差；（2）基準站傳遞過程中產生的誤差；（3）觀測基線的解算誤差；（4）所選擇的橢球參數及投影參考面所帶來的誤差；

1.4 RTKGPS測量與常規測量方法的比較

RTKGPS測量與常規測量方法的比較，具有以下優點：

（1）測點之間及測點與基站之間無需通視；（2）受天氣影響極小，能全天候工作；（3）能實時地提供點位坐標及點位精度情況；（4）真正實現了全數字化測量；（5）整個測量工作完全可以由一個操作人員來單獨完成；（6）由控制到碎步及點、線、面施工放樣的測量、記錄、計算實現了高度智能化、一體化；（7）具有點、線、面之間的相對關系的計算功能及直觀的圖形顯示功能；（8）數據存儲容量大，數據交換方便。

1.5 解決方案

（1）GPS機型采用同一機型，外控中采用雙頻機進行觀測，觀測時間保證記錄數據滿足的情況下繼續觀測半小時，如果初始化時間較長的點要增加觀測時間保證點的精度。RTKGPS定位中對轉角采用兩次初始化記錄數據，并比較兩次觀測點誤差不超過0.02m,對直線樁固定初始化慢的樁位要進行兩次初始化觀測。取精度較高的數據做為樁位坐標。

（2）坐標系統各手薄、主機內橢球參數、坐標系統、投影方法保持一致，免去手簿系統不一致造成的放線和坐標不準。

（3）基站是后續各測點的參照，所以必須保證其準確可靠，因此我們要求所有基準站點都要用靜態測量方法進行傳遞，并要求測一個副樁，以備檢核。基站應盡量選在交通比較方便的地方，并且四周沒有遮擋物和反射源，做到基站周圍盡量開闊，架設好基站后用流動站現場接受實驗一下，保證無線電的發送接收正常。

（4）為了保證同一耐張段內的各塔位樁都在同一直線上，我們規定同一耐張段的各塔位應盡量根據同一基準站進行測量，以避免因傳遞基準站的點位誤差、架設儀器時對中誤差等引起直線錯位。

（5）流動站周邊遮擋或干擾比較厲害時對結果的精度影響非常大，最大可差到米級，所以應當盡量保證流動站周圍無大的障礙物和反射及發射源。

結論和建議

（1）利用RTKGPS進行送電線路測量，遵循了"從整體到局部"的測量原理，避免了傳統測量方法中"從局部到局部"的誤差累積和傳播，保證了線路路徑走向的準確無誤。（2）RTKGPS與航測方法相結合，可真正實現線路測量的一次性終勘定位，并可保證工程質量，大大提高工作效率，減少青苗砍伐和環境破壞，降低工程成本，減少野外勞動強度。可以預見，航測方法與RTKGPS相結合，將是今后線路測量的最終方向。（3）利用RTKGPS進行選線，也可以大大優化線路路徑走向，有效地避開建構筑物和不良地質地段，使線路路徑走向更加經濟合理。（4）利用RTKGPS進行線路終勘定位時，其精度在大多數情況下是能滿足規范要求的，但是當檔距較小時，其結果也有可能滿足不了規范要求，這是因為現行規范中是以定線時的角度測量誤差作為限差（〈1'），而GPS測量是以點位誤差來衡量測量結果，且同一基站下的流動站點精度分布比較均勻，所以當樁間距離較小時（如轉角樁與方向樁之間），則有可能超限。因此應補充現行的線路測量規范。

表1 RTK GPS放線精度統計表

[1]徐紹銓.GPS測量原理及應用.武漢大學出版社.2002.

[2]朱亞光.Trimble RTK GPS在線路復樁中的應用.電力勘測設計，2003，(4).

[3]張文濤，丘寧峰，鄭旭軍.GPS及其在電力系統中的應用.電網技術，1996，(5).