CORS手持GPS接收機在架空輸電線路中的應用探討

張 健，吳新良，高萬柱，夏傳甲，付江缺

（1.中南電力設計院，湖北 武漢430071；2.長江勘測規劃設計研究院長江巖土工程總公司，湖北 武漢430010）

1 引言

隨著空間技術和無線通訊網絡技術在全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）相關技術的廣泛應用，使得大地測量學不僅與其他學科的聯系更加緊密，而且大大拓展了服務社會的寬度和深度。GNSS定位技術從常規靜態逐步發展到準動態、動態和實時定位階段，正向著實時、高精度、高可靠性的方向發展。定位技術的發展越來越多地依賴于計算機、無線通信、網絡等技術的發展，其技術發展呈現出多元化和學科交叉等特點。CORS（連續運行衛星定位系統，Continuously Operating Reference System）技術為學科融合的技術之一，已經成為測繪界研究的熱點。目前CORS的應用研 究覆蓋了 煤礦［1］、石油 天然氣［2，3］、鐵路［4］、公路［5］等領域。但CORS手持機的使用在電力行業很少見研究報道，筆者就CORS手持機在輸電線路中進行試驗得出：CORS手持機能夠滿足選線時的各項測量要求，同時CORS技術在選線中的使用不僅能夠節省施工成本，還可以大大提高勞動生產效率。

2 CORS手持GPS接收機的試驗應用

2.1 工程概況

本架空輸電線路工程呈東西走向，為丘陵地形，植被覆蓋一般，線路長度接近60km。本次試驗架設的CORS基準站在線路的一端，基準站位于樓房房頂，滿足架設GPS基準站所必須的觀測條件。使用CORS手持GPS接收機進行動態測量結果情況，然后對結果進行對比，分析CORS手持GPS測量結果是否滿足輸電線路工程選線的精度需要。

2.2 CORS手持GPS接收機設置

首先需要對工程的參數進行設置。主要設置內容包括橢球參數、中央子午線、坐標轉換參數等信息。測區所用的橢球參數可以根據選擇的參考橢球確定，中央子午線的選擇必須與前期工作一致，這樣才能保證不同設計階段成品資料的一致性和連續性。為了使測量出來的結果直接為工程所需要的地方坐標系結果，因此必須在工程屬性中設置坐標轉換參數。需要求取本工程區域從WGS84坐標到工程坐標系的數據轉換參數，因此試驗開始前應準備3個以上點的WGS84和工程坐標系中的兩套坐標，然后利用軟件求取坐標轉換參數。

其次需要對CORS手持機流動端進行網絡配置。主要設置手持機要訪問的CORS基站服務器的IP地址、用戶名及其密碼，如果服務器網絡呈現開放狀態，則不需要輸入用戶名和密碼，然后連接網絡，確保各項設置和連接完成后即進入測量狀態。

2.3 架空輸電線路測量中各個工序的目的

架空輸電線路的外業終勘測量均包含三道外業工序，即選線、內業測圖及外業定線和定位。每道工序的目的側重點不同，選線的目的為了就是選定線路路徑走向，確定線路轉角樁的位置能夠架設塔位即可。內業測圖及外業定線的目的是依據選線的結果內業測量線路路徑的平斷面圖，外業定線包括測量風偏點和邊線，測量直線樁的高程和平斷面的檢測，優化內業測量的平端面圖供設計使用，本階段測量精度較高，同時需要重新測量選線轉角。定位的目的是在外業實地落實桿塔的位置及其危險點的檢查測量等。

2.4 試驗結果分析

CORS手持GPS接收機設置的數據采樣率為1s，采集數據時長為10s左右，高度截止角為13°，當水平精度高于3cm，垂直精度高于5cm，且獲取固定解的情況下開始采集數據。其動態測量結果與已知樁位測量結果差值比較情況見表1。

該49個點分布在整個線路中，距離基站的距離從幾公里到60km，根據表1的差值計算出測量結果的點位中誤差為0.092m，這滿足架空輸電線路選線階段測量的要求。

從表1中可以看出高程差值在－0.743～0.586m之間，分析其原因主要是CORS手持機沒有使用對中桿進行測量，沒有輸入準確的天線高，同時動態測量本身的精度也只能達到厘米級的精度，這就導致高程結果與實際結果有一定偏差（表1）。

表1 CORS手持接收機測量結果與已知結果差值比較表

2.5 CORS手持GPS接收機的優缺點

相對于傳統的選線測量，使用CORS手持GPS接收機具有如下優勢：①所投入的設備成本相對較低。據市場調查結果顯示，一臺手持CORS接收機的市場價格遠遠低于一臺普通RTK流動站的價格。②由于CORS系統是利用網絡數據傳輸信號，因此這就避開了傳統電臺信號只能傳輸幾公里這一缺點，只要有網絡信號覆蓋，手持機就能有效開展工作。③在架設基站CORS時基站一次開機即可，能夠確保24h連續作業；這就節省了傳統作業方式傳遞參考站的時間，大大提高勞動效率，減少外業成本的開銷。④減少了選線過程中的大量體力勞動，使用傳統的方法進行選線，每天架設參考是都要搬運電臺電瓶，而使用CORS手持GPS接收機只需要接收CORS基站的信號，而無需架設基站；由于手持機體積較小，重量較輕，因此可以放在隨身攜帶的背包中，這就大大減輕了測量人員外業負重。

使用CORS手持GPS接收機具有如下缺點：由于CORS測量數據傳輸的載體為網絡，因此，整個CORS系統對網絡的依賴性相當大。無論如何原因導致測區沒有網絡覆蓋，CORS手持GPS機就不能發揮它的巨大優勢。

3 結語

CORS手持GPS接收機測量結果在架空輸電線路測量工作中60km范圍內結果能夠滿足選線的目的及要求。但由于CORS系統主要依靠網絡進行數據傳輸的，因此，外部的網絡環境是制約CORS應用的一個主要因素，如果能夠發揮CORS技術和傳統測量技術相結合的作用，這或許是以后架空輸電線路測量的又一種新的測量模式探索。

［1］張連貴，王 健.煤礦單基站CORS系統建設及應用［J］.山東科技大學學報，2011（5）：73～77.

［2］董玉東，徐 剛.勝利油田單基站CORS系統的構建及在井位測量中的應用［J］.錄井工程，2011（3）：70～73.

［3］蘇艷紅，劉 沙.單基站CORS系統在勝利油區石油天然氣井位測量中的應用［J］.山東國土資源，2011（5）：30～32.

［4］金國清.CORS技術在鐵路勘測中的應用［J］.鐵道勘察，2009（5）：5～8.

［5］趙禮劍，程新文.單基站GPS差分系統在山區線路測量中的應用探討［J］.測繪科學，2008（10）：223～226.