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GPS技术在送电线路施工技术与应用

随着国民经济的不断发展,GPS技术被广泛应用到国民生活的各个领域。在送电线路施工中GPS的应用比常规测量在线路复测、线路交桩、线路塔位调查等方面具有显著的优越性。 

  【关键词】送电线路;GPS;施工技术 
 
  1.施工前的准备工作 
 
  (1)检查和确认。基准站接收机、流动站接收机开关机正常,所有指示灯都能正常工作,电台能正常发射,其面板显示正常,蓝牙连接是否正常,所有设备有足够的电量。 
 
  (2)检查携带配件。出外业之前应检查所需的仪器和电缆线均携带齐全,包括主机、电台发射和接受天线、电源线、数据线、手簿和手簿线等。 
 
  (3)点位要求参考站的选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。
 
  周围应视野开阔,截止高度角应超过150。周围无信号反射物(大面积水域、大型建筑物等),以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。参考站应尽量设置于相对制高点上,以方便播发差分改正
信号。 
 
  (4)参考站运行期间作业要求。参考站工作期间,工作人员不能远离,要在一定间隔时间检查设备工作状态,对不正常情况及时处理。 
 
  由于参考站除了GPS设备耗电外,还要为RTK电台供电,可采用双电源电池或汽车电瓶供电。条件允许时,可采用12V直流调变压器直接同市电网路连接供电。 
 
  2.流动站的设置要求 
 
  2.1流动站作业准备 
 
  在RTK作业前,应先检查仪器内存或PC卡容量能否满足工作需要。由于RTK作业耗电量大,工作前应备足电源。 
 
  2.2流动站作业要求 
 
  由于流动站一般采用缺省2m流动杆作业,当高度不同时应修正此值。在信号受影响的点位,为提高效率可将仪器移到开阔处或升高天线,待数据链锁定后,再小心无倾斜地移回待定点或放低天线,一般可以初始化成
功。在穿越树林、灌木林时,注意天线和电缆勿挂破、拉断,保证仪器安全。 
 
  2.3流动站内置软件的一般功能要求 
 
  三差模型求定近似坐标;双频动态解求整周模糊度;根据相对定位原理,实时解算WGS-84坐标;根据给定的坐标转换系数,给出任务(项目)要求的坐标系内坐标;坐标精度的评定;测量结果的实时显示和绘图(示
意);失锁后的重新初始化;数据I/O端口。 
 
  2.4流动站用作GIS采集器时的技术要求 
 
  当RTK将功能扩展向GIS采集器时,要实时输入点位属性、文件和定位有关信息,并且实时存储时间有关信息。不同的RTK类型对属性输入要求不同,要根据不同的GIS、CAD软件要求设置不同的数据格式。 
 
  3.点校正 
 
  在绝大部分测量工作中都使用国家坐标系统或地方坐标系统,而GPS测量结果是基于WGS-84坐标系统,进行一项新的任务之前,必须进行点校正,以求出两种坐标系统的转换参数。求转换参数时应采用3点以上的两
套坐标系成果,采用Bursa―Wolf、Molodenky等经典、成熟的模型,使用Power ADJ3.0、SKIpro2.3、TGO1.5以上版的通用GPS软件进行求解,也可自行编制求参数软件,经测试与鉴定后使用。 
 
  (1)先输入已知点的当地平面坐标;如果有已知点的WGS-84经纬度坐标也要一同输入,并且可以直接跳过下一个步骤,直接进入到步骤c。 
 
  (2)如果没有已知点的WG-S84经纬度坐标,就需要把流动站房已知点上,对中整平,进行采集已知点的经纬度坐标。 
 
  在选择点校正时应该注意以下几点。 
 
  (1)已知点做好分布在整个作业区域的边缘,例如,如果用4个点做点校正,测量作业的区域最好在这4个点的四边形内部。 
 
  (2)要避免已知点的线性排列。 
 
  (3)如果用3个相同的点作点校正后,检查一下水平残差和垂直残差的数值,是否能达到工程的测量精度要求。残差不能太大(不能超过2cm),如果太大检查已知点输入是否有误,如果无误就是已知点数据匹配问
题,要更换已知点,重新进行点校正。 
 
  4.工程应用 
 
  测量专业在电力线路工程终勘阶段要完成三大任务:定线、平断面测量和定位测量。其中定线测量要求根据设计坐标定出转角点,落实设计线路,并根据地形地貌设置一定的直线桩和平断面测量需要的方向桩。施工单
位仅对设计完成的线路进行复测,形成记录。介绍RTK-GPS在该工程中的应用,并对线路补桩和转角校验方法介绍。 
 
  4.1作业原则和特点 
 
  电力规范“以相邻2个直线桩中心为基准延伸直线,其偏离直线方向的角度不应大于1800 ±1”规定,平面定位精度应优于±3cm,极端情况下保证±5cm的精度。 
 
  4.2杆塔施工测量 
 
  输电线路施工中首先要进行塔位复测,如果遇到线路中心桩丢失,还需要通过测量来恢复。应用RTK技术其工作快速、高效。 
 
  通过移动站将其当前位置实时传送给测量软件,即可得出移动站当前实际位置偏离3号桩正确位置的偏差,实时引导移动站定位人员到达3号桩的正确位置,从而实现定位目的。 
 
  4.2.1在直线段内快速校验或定位各直线塔桩位 
 
  如果某个直线段两头转角塔的桩位已确定,只要用移动站得到两头转角塔桩位的位置,就可在电子手簿中新建一条线,移动站到段内任一直线塔桩位,可直观得出该桩位偏离直线的偏差及与已确定桩位的距离。测得这
个距离即可与图纸相比较以校验桩位的正确与否。反之,从图纸上查到的距离输入手簿中,也可方便的在这条线上定出待定的桩位点。 
 
  4.2.2校验转角塔的转角偏差 
 
  只要用移动站测定转角塔及其前后两基塔的桩位,用手簿中的软件即可计算出实际转角角度,与图纸相比即可校验转角偏差。目前在购买RTK产品时,一般附带了专门针对架空输电线路测量而开发的软件包,如广州南
方测绘仪器有限公司的《工程之星2.0》中“电力线路测量”模块、中海达测绘仪器有限公司的《Dolphin 9500》中“电力勘测”模块等。使用这些专门的测量模块,将会使RTK测量的操作更加方便。 
 
  5.RTK-GPS测量技术在输电线路测量中注意事项 
 
  (1)RTK-GPS技术测量精度(RMS)平面10mm+2ppm;高程20mm+2ppm。 
 
  (2)发射距离与电台天线的高度根据测区大小,可设置不同的发射天线高度。 
 
  (3)RTK-GPS作业的基本条件RTK-GPS作业的基本条件要求见表1。 
 
  RTK-GPS作业应尽量在天气良好状况下作业,尽量避免雷雨天气。夜间作业精度一般优于白天。 
 
  (4)RTK-GPS观测期间的作业要求 
 
  RTK-GPS观测期间不得在天线附近50m内使用电台、10m内使用对讲机。天气太冷时接收机应适当保暖;天气太热时接收机应避免阳光直接照射,确保接收机正常工作。 
 
  (5)RTK-GPS作业期间对参考站禁止的操作 
 
  ①关机又重新启动。 
 
  ②自测试。 
 
  ③改变卫星截止高度角或仪器高度值、测站名等。 
 
  ④改变天线位置。 
 
  ⑤关闭文件或删除文件等。 
 
  ⑥RTK-GPS观测时要保持坐标收敛值小于5cm。 
 
  ⑦在流动站作业接收机天线姿态要尽量保持垂直(流动杆放稳、放直)。斜倾度会产生很大的点位偏移误差。如当天线高2m、倾斜20时,定位影响△s=200)sin20=70mm。 
 
  (6)RTK-GPS测量误差源。 
 
  RTK-GPS测量主要有仪器误差、软件解算误差、对中(对点)误差、基站坐标传算误差、不同时刻卫星状态和观测条件引起的误差等。 
 
  (7)RTK-GPS测量过程中注意事项。 
 
  ①参考站和流动站的项目(任务)设置参数应准确无误。根据不同仪器类型而设置不同,作业时要严格按各仪器配套操作手册要求进行参数设置。 
 
  ②流动站接收机只有经过初始化完成后才能进行RTK测量,初始化分静态初始化、OTF两种。控制测量、放样测量宜采用静态初始化(快速静态或在已知点上),地形点测量可采用OTF初始化。 
 
  ③由于RTK测量有时会出现点位坐标漂移误差,当按设计要求进行RTK作业时,在距离和测回数都按设计掌握仍有部分测点超限时,只有通过减小测距和增加测回数得以解决。

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