JSCORS在輸電線路勘測(cè)控制測(cè)量中的應(yīng)用

陳學(xué)彬,范誼生,魏敏

(江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院,南京 210008)

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JSCORS在輸電線路勘測(cè)控制測(cè)量中的應(yīng)用

陳學(xué)彬,范誼生,魏敏

(江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院,南京 210008)

摘要：本文以JSCORS在輸電線線路勘測(cè)中的應(yīng)用為題,在分析CORS系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理的基礎(chǔ)上,以輸電線路勘測(cè)中的施工控制與圖根控制測(cè)量為例,提出基于CORS網(wǎng)絡(luò)“分級(jí)布網(wǎng)、同步測(cè)繪”的作業(yè)思路,并對(duì)基線網(wǎng)解算、CORS-RTK精度進(jìn)行了探究分析,為解決類似輸電線路勘測(cè)問(wèn)題提供新途徑。

關(guān)鍵詞：CORS;輸電線路勘測(cè);精度分析

0引言

伴隨測(cè)繪科技的迅猛發(fā)展,連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站差分定位服務(wù)系統(tǒng)(CORS)通過(guò)集成空間GNSS定位、計(jì)算機(jī)信息處理與數(shù)字通訊等技術(shù),克服傳統(tǒng)GPS-RTK作業(yè)受通訊區(qū)間制約的弊端,為區(qū)域建立了統(tǒng)一的空間基準(zhǔn)參考框架,被普遍應(yīng)用于城市管理、國(guó)土普查、工程勘測(cè)等行業(yè),為地形測(cè)繪、線路勘測(cè)、工程放樣,提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、精準(zhǔn)的差分定位服務(wù)[1]。

1CORS系統(tǒng)工作原理

CORS定位服務(wù)系統(tǒng)將GNSS定位、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)進(jìn)行綜合,構(gòu)建以基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)監(jiān)控處理、數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)站應(yīng)用為模塊,多網(wǎng)絡(luò)RTK為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分定位服務(wù)系統(tǒng)。

CORS常用技術(shù)為虛擬參考站VRS技術(shù)、區(qū)域改正技術(shù)FKP和主副站技術(shù)MAC.以VRS技術(shù)為例,CORS系統(tǒng)依托若干連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站,實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星星歷、導(dǎo)航電文信息,并傳輸至數(shù)據(jù)處理中心,數(shù)據(jù)處理中心解算基準(zhǔn)站間電離層、對(duì)流層模型,并根據(jù)用戶流動(dòng)站所上傳的GGA概略坐標(biāo),為流動(dòng)站用戶在周邊內(nèi)插建立起臨近虛擬參考站,并借助VPN數(shù)字無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)向流動(dòng)站播發(fā)載波相位、坐標(biāo)改正等校正數(shù)據(jù),以達(dá)到實(shí)時(shí)、快速、精準(zhǔn)定位的效果[2]。

2輸電線路勘測(cè)中的控制測(cè)量

輸電線路勘測(cè),一般包含現(xiàn)場(chǎng)踏勘、局部測(cè)繪等初勘測(cè)繪與桿塔定線、平斷面測(cè)繪等終勘工作,為輸電線路設(shè)計(jì)、走向調(diào)整、設(shè)備安裝提供必要的勘察與測(cè)量,其成果質(zhì)量與線路設(shè)計(jì)周期、規(guī)劃執(zhí)行密切相關(guān)。

傳統(tǒng)輸電線路勘測(cè),主要是依賴全站儀導(dǎo)線測(cè)量,極易受通視條件限制,且因誤差傳播導(dǎo)致支路點(diǎn)位精度較差;若采用GPS-RTK方式觀測(cè)時(shí),又易受基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間距離制約,需不停地架設(shè)臨時(shí)基準(zhǔn)站、求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù),從而導(dǎo)致線路整體測(cè)繪精度不統(tǒng)一、外業(yè)測(cè)繪強(qiáng)度普遍較高。同時(shí)輸電設(shè)備設(shè)計(jì)安裝過(guò)程所需的施工控制網(wǎng)精度與初勘階段的測(cè)圖控制在精度指標(biāo)上存在差異,常規(guī)靜態(tài)觀測(cè)、導(dǎo)線觀測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)同步布設(shè)與施測(cè),對(duì)勘察設(shè)計(jì)與施工安裝階段的作業(yè)成本與產(chǎn)品質(zhì)量造成影響[3]。本文擬以CORS站網(wǎng)為坐標(biāo)框架基準(zhǔn),在線路初勘測(cè)繪階段以CORS-RTK形式采集圖根控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù),以快速靜態(tài)的方式在初勘階段同時(shí)測(cè)繪施工控制網(wǎng),共同實(shí)現(xiàn)測(cè)圖控制-施工控制的同步測(cè)繪。

3基于JSCORS的輸電線路勘測(cè)應(yīng)用探究

江蘇省測(cè)繪地理信息局2006年底,通過(guò)組織覆蓋江蘇省域周邊的75座涵蓋國(guó)土、氣象、地震等多部門的GNSS站點(diǎn),構(gòu)建JSCORS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站定位服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)站網(wǎng)平均站間距約49.0 km,并通過(guò)國(guó)家與省級(jí)大地控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)實(shí)現(xiàn)與CGCS2000間的聯(lián)系,維護(hù)了省域動(dòng)態(tài)三維地心大地測(cè)量等基準(zhǔn)統(tǒng)一,提升了國(guó)土規(guī)劃、水利設(shè)計(jì)、電力勘測(cè)等行業(yè)的測(cè)繪信息化水平[4]。

本文以JSCORS基準(zhǔn)站網(wǎng)為依托,利用快速靜態(tài)與實(shí)時(shí)CORS-RTK測(cè)繪相結(jié)合的方式,在線路初勘階段,實(shí)現(xiàn)在測(cè)圖控制-施工控制的同步開(kāi)展。本輸電線路施工控制與圖根控制采取“分級(jí)布設(shè)、同步測(cè)繪”的模式,選取SIYANG、LIANSHUI、HONGZE、BAOYING、JIANHU共5個(gè)基準(zhǔn)站所構(gòu)成的首級(jí)GNSS參考站網(wǎng)絡(luò),采用Topcon Hiper雙頻GNSS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。其中該項(xiàng)目的輸電線路施工控制網(wǎng)如圖1所示。

圖1　輸電線路施工控制網(wǎng)布設(shè)圖

施工控制網(wǎng)測(cè)繪時(shí),根據(jù)線路走向以邊連接形式布設(shè)帶狀施工控制網(wǎng),網(wǎng)型幾何強(qiáng)度良好,測(cè)量時(shí)以快速靜態(tài)的形式在每控制點(diǎn)采集30 min連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)所采集的控制點(diǎn)快速靜態(tài)數(shù)據(jù),與Internet網(wǎng)絡(luò)下載的CORS站點(diǎn)同步觀測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)內(nèi)業(yè)完成快速靜態(tài)基線的聯(lián)合解算,求解施工控制網(wǎng)點(diǎn)的精確坐標(biāo);圖根控制測(cè)量時(shí),以JSCORS網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),采取CORS-RTK形式采集圖根點(diǎn)坐標(biāo),每點(diǎn)位采集2次觀測(cè)數(shù)據(jù),每次采集時(shí)長(zhǎng)30 s,當(dāng)兩次觀測(cè)平面較差2 cm、高程較差3 cm內(nèi)時(shí),取2次觀測(cè)平均值作為點(diǎn)位坐標(biāo)。由于施工控制網(wǎng)布設(shè)與圖根控制點(diǎn)可同時(shí)布設(shè)與測(cè)繪,一定程度上縮短了測(cè)繪作業(yè)強(qiáng)度,提高了測(cè)繪作業(yè)效率。

施工控制網(wǎng)在內(nèi)業(yè)快速靜態(tài)基線解算時(shí),基線指標(biāo)較好,未發(fā)現(xiàn)明顯粗差向量,數(shù)據(jù)剔除率小于5%;基線網(wǎng)三維無(wú)約束平差中內(nèi)符合精度較高,其無(wú)約束平差精度如表1所示,控制網(wǎng)三維約束平差中,以SIYANG、HONGZE等5個(gè)基準(zhǔn)站為起始數(shù)據(jù)平差,最弱點(diǎn)精度X為-0.78 cm,Y為1.14 cm,H為1.27 cm,經(jīng)檢驗(yàn)該控制網(wǎng)聯(lián)合解算的精度相對(duì)較高。

表1線路施工控制網(wǎng)三維無(wú)約束平差平差精度統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)類別最大值/mm最小值/mm均值/mmX方向6.12.64.9Y方向10.52.27.4Z方向11.74.98.8

而對(duì)CORS-RTK模式所布設(shè)的圖根控制點(diǎn),則采用電子全站儀進(jìn)行了實(shí)測(cè)檢核,累計(jì)抽選36個(gè)圖根點(diǎn)作為檢核對(duì)象,經(jīng)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)位平面較差均值為1.26 cm,高程較差均值為1.81 m,邊長(zhǎng)較差均值為1.74 cm,殘差精度完全滿足工程測(cè)量相關(guān)指標(biāo)要求;其CORS-RTK高程較差略大的原因在于坐標(biāo)系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換參數(shù)求解時(shí),似大地水準(zhǔn)面高程異常所致,可通過(guò)似大地水準(zhǔn)面精化,進(jìn)一步提升高程擬合的精度。

4結(jié)束語(yǔ)

本文在闡述CORS系統(tǒng)與輸電線路勘測(cè)理論的基礎(chǔ)上,以江蘇某輸電線路工程勘測(cè)中的控制測(cè)量為例,詳細(xì)探究施工控制網(wǎng)與圖根控制同步施測(cè)的作業(yè)模式,并對(duì)基線控制網(wǎng)與圖根控制的精度進(jìn)行了探討分析,為推動(dòng)CORS技術(shù)在輸電線路勘測(cè)中的應(yīng)用提供參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 張愛(ài)娟,宋會(huì)傳.基于CORS系統(tǒng)的基礎(chǔ)控制測(cè)量示范應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息, 2013,36(2):150-151.

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陳學(xué)彬(1982-)，男，從事不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪、地籍測(cè)量等相關(guān)工作。

范誼生(1984-)，男，從事工程測(cè)量與數(shù)據(jù)處理相關(guān)工作。

魏敏(1982-),男，工程師,從事大地測(cè)量、工程測(cè)繪等相關(guān)的研究與管理工作。

The Application of JSCORS in Transmission Line Control Surveying

CHEN Xuebin,FAN Yisheng,WEI Min

(JiangsuGeologicalSurveyInstitute,Nangjing210008,China)

Abstract:This paper uses the application of JSCORS in transmission line survey as the title. On the basis of the analysis of CORS system structure and basic working principle, using in transmission line survey for an example, proposed based CORS network "rating distribution network-synchronous mapping "as a new ideas,also researched the CORS-RTK accuracy.This paper provided a new method of solving problems similar to transmission line survey.

Keywords:CORS; transmission line survey; accuracy analysis

作者簡(jiǎn)介

中圖分類號(hào)：P228.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-9268(2016)01-0081-03

收稿日期：2015-10-08

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2016.01.016

聯(lián)系人：陳學(xué)彬E-mail: 479910663@qq.com