高壓輸電線路平斷面測(cè)量的新方法

李淑銘

摘 要：高壓電路輸電線路平斷面是輸電線路桿塔位置設(shè)計(jì)中的重要參考依據(jù)，所以對(duì)它的精確有效測(cè)量必不可少。它的測(cè)量難度偏大且耗時(shí)較長，可以被視為是整個(gè)高壓輸電線路施工工作中的重大難點(diǎn)問題。本文希望在明確傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)疑難的基礎(chǔ)之上，提出基于GPS-RTK的高壓輸電線路平斷面創(chuàng)新測(cè)量方法，通過一系列的技術(shù)研究來證明它對(duì)于工程實(shí)施的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；平斷面測(cè)量；GPS-RTK；全站儀；難點(diǎn)問題

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在高壓輸電線路設(shè)計(jì)排桿位過程中，一定要做好輸電線路的平斷面測(cè)量工作，主要測(cè)量其線路兩旁大約50m范圍內(nèi)對(duì)線路可能產(chǎn)生影響的一切事物，包括道路、管線、建筑物、自然生態(tài)物等等，它的測(cè)量比例尺寸為1∶5000，而斷面圖的測(cè)量比例尺為1∶500。目前采用全站儀測(cè)量高壓輸電線路平斷面的情況較多，但在實(shí)際測(cè)量工作中也存在一系列難點(diǎn)問題。

1 傳統(tǒng)全站儀測(cè)量高壓輸電線路平斷面的難點(diǎn)問題

目前國內(nèi)多采用傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法進(jìn)行高壓輸電線路平斷面測(cè)量，從實(shí)際測(cè)量效果來看會(huì)發(fā)現(xiàn)影響平斷面測(cè)量的因素很多，例如常規(guī)的儀器設(shè)備及測(cè)量人員測(cè)量水平不佳以外，還有“通視”問題。通視狀況如果不好會(huì)直接影響到全站儀的測(cè)量效率，考慮到高壓輸電線路測(cè)量工作均在野外進(jìn)行，所以在桿塔較密集地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)平斷面測(cè)量困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且測(cè)量精確度難以保證。而秋冬季卻常常因?yàn)樘鞖庠颍ù箪F、降水）而影響能見度，導(dǎo)致測(cè)量過程中通視效果不佳，采用全站儀測(cè)量線路平斷面來配合支站放樣，整體上工作效率相對(duì)低下。可見通視對(duì)于高壓輸電線路平斷面測(cè)量非常重要。

就已有技術(shù)來看，GPS-RTK技術(shù)更加先進(jìn)，它以為性作為基礎(chǔ)進(jìn)行遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)全球、全天候、全氣候類型下的持續(xù)實(shí)時(shí)性測(cè)量，測(cè)量三維坐標(biāo)精確性高且測(cè)量速度快，最重要的是它不會(huì)受到通視條件影響。而RTK作為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位技術(shù)系統(tǒng)，它相比于全站儀測(cè)量更加高效，可以嘗試分析它的技術(shù)特點(diǎn)以證明利用該技術(shù)的可行性。

2 利用GPS-RTK技術(shù)測(cè)量高壓輸電線路平斷面的可行性

首先，GPS-RTK技術(shù)是利用到了GPS差分原理來實(shí)現(xiàn)定位，它所選取的是距離不遠(yuǎn)的兩個(gè)測(cè)站，保證在同一時(shí)間進(jìn)行衛(wèi)星測(cè)量。該技術(shù)極大程度降低了大氣傳播誤差、衛(wèi)星誤差以及衛(wèi)星鐘差影響，它還在基準(zhǔn)站上專門配備了GPS接收機(jī)進(jìn)行信息觀測(cè)，確保基準(zhǔn)站無線電臺(tái)將誤差降低到最低水平，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)位置修正與載波相位觀測(cè)，滿足相對(duì)定位條件。從技術(shù)高度來講，GPS-RTK系統(tǒng)技術(shù)是能夠獲得厘米級(jí)精度位置坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的，它的定位精度最高可達(dá)到<±0.05m。利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行高壓輸電線路選定線測(cè)量，它在滿足測(cè)量精度要求基礎(chǔ)上還結(jié)合定線階段來確立直線樁、轉(zhuǎn)角樁，利用全站儀來滿足平斷面測(cè)量要求，特別是它所提供的直線樁與轉(zhuǎn)角樁都是能通過GPS-RTK技術(shù)所測(cè)量獲得的。換言之，它消除了傳統(tǒng)中可能存在的人為架站誤差、儀器設(shè)備誤差以及觀測(cè)誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)平斷面的碎部點(diǎn)測(cè)量，尤其是提高對(duì)平斷面轉(zhuǎn)角樁、直線樁的測(cè)量精度，總體來講它的測(cè)量精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全站儀。所以結(jié)合上述討論內(nèi)容可以見得，GPS-RTK技術(shù)對(duì)平斷面測(cè)量更有效，它能夠滿足高壓輸電線路運(yùn)營過程中所提出的各種技術(shù)要求。

3 GPS-RTK測(cè)量高壓輸電線路平斷面的優(yōu)勢(shì)與難點(diǎn)分析

GPS-RTK系統(tǒng)在測(cè)量高壓輸電線路平斷面過程中存在優(yōu)勢(shì)，也同樣存在一定難點(diǎn)問題，下文也將圍繞這兩點(diǎn)內(nèi)容來展開分析。

3.1 測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

在利用GPS-RTK系統(tǒng)進(jìn)行高壓輸電線路平斷面測(cè)量過程中，它相比于傳統(tǒng)全站儀技術(shù)優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)在以下3點(diǎn)。

首先，它的測(cè)量精度更高。利用GPS-RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓輸電線路的平斷面精準(zhǔn)測(cè)量，它的測(cè)量精度更高，且誤差不會(huì)積累。比如說它基于圖根點(diǎn)位置的測(cè)量誤差通常都在0.6mm以內(nèi)，其位置測(cè)量精度則在5cm以內(nèi)。舉個(gè)例子，該系統(tǒng)在1∶5000的平面圖測(cè)量中誤差會(huì)控制在0.001mm以內(nèi)，這相比官方所規(guī)定的中誤差要小許多。另外在斷面高程測(cè)量方面，它的檢查測(cè)量允許高差為直線樁±0.2m，交叉跨越為±0.3m。危險(xiǎn)斷面點(diǎn)方面平地可允許誤差為±0.2m，整體計(jì)算GPS-RTK系統(tǒng)的高程計(jì)算誤差精度能夠控制在±0.05m以內(nèi)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以這樣理解，GPS-RTK系統(tǒng)的測(cè)量精度基本滿足了高壓輸電線路平斷面的斷面高程精度測(cè)量要求。

其次，它的測(cè)量效率更高。因?yàn)椴皇芡ㄒ晽l件影響，所以利用該系統(tǒng)技術(shù)一次性就可以完成對(duì)目標(biāo)地的測(cè)量，不需要像全站儀一樣反復(fù)測(cè)量，也不需要進(jìn)行遷站測(cè)量，非常方便。根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)得知利用GPS-RTK每日測(cè)量所移動(dòng)距離大約在4km～5km，而全站儀要移動(dòng)10km以上，測(cè)量效率高下立判。

第三，它的經(jīng)濟(jì)效益更高。采用傳統(tǒng)全站儀測(cè)量平斷面需要至少3個(gè)技術(shù)人員和3個(gè)跑鏡人員。而如果采用GPS-RTK系統(tǒng)則只需要1～2個(gè)技術(shù)人員即可，不需要跑鏡人員。所以從整體來看，新技術(shù)在人力、物力、財(cái)力消耗上又相對(duì)較少，對(duì)整個(gè)測(cè)量生產(chǎn)工作有效控制是一大利器。

3.2 測(cè)量技術(shù)難點(diǎn)分析

該測(cè)量技術(shù)依然還存在難點(diǎn)。首先由于它的系統(tǒng)精密，測(cè)量精細(xì)化，所以需要處理海量數(shù)據(jù)，整體系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜煩瑣。比如說它不能直接利用平斷面成圖軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即分割成圖能力相比傳統(tǒng)全站儀較為復(fù)雜。

再一方面，在一些交叉跨越式的平斷面測(cè)量過程中還需要使用傳統(tǒng)全站儀進(jìn)行輔助。這是因?yàn)槿绻芯€路跨越超過110kV的高壓電力線，GPS-RTK系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重的電磁干擾，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠精確，或者某些相對(duì)茂密的叢林中也無法使用GPS-RTK進(jìn)行測(cè)量。

4 案例分析

某500kV變電站高壓輸電線路正在實(shí)施改線工程，其施工期間為夏季，高稈作物相對(duì)較多，通視狀況偏差。此時(shí)采用GPS-RTK系統(tǒng)對(duì)其平斷面進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)也結(jié)合傳統(tǒng)全站儀進(jìn)行對(duì)比施測(cè)。測(cè)量后總結(jié)二者測(cè)量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)它們基本滿足所有測(cè)量要求，但GPS-RTK系統(tǒng)測(cè)量速度更快，例如對(duì)10km段的平斷面測(cè)量只用了14h時(shí)間，而全站儀則花費(fèi)了2d時(shí)間。在測(cè)量過程中由于存在較多高稈作物，且夏季雨天、霧天較多，這也是全站儀測(cè)量相對(duì)偏慢的原因之一，而利用GPS-RTK每天可測(cè)量10km以上，遠(yuǎn)超過全站儀測(cè)量效率。

結(jié)語

本文簡(jiǎn)要分析了突破傳統(tǒng)全站儀測(cè)量的先進(jìn)輔助技術(shù)——GPS-RTK綜合測(cè)量技術(shù)，它對(duì)于高壓輸電線路平斷面的測(cè)量更加精確、快速，且它不會(huì)受到通視等自然條件影響，測(cè)量精度、效率及經(jīng)濟(jì)效益都相對(duì)更高，整體上優(yōu)于傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法，值得被廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]高春林，朱亞光，常增亮，等.一種高壓輸電線路平斷面測(cè)量的新方法[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2006（2）：20-22.

[2]孟瑋.輸電線路平斷面測(cè)量數(shù)字化系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（25）：449-450.

[3]雷偉剛，陳尚東.基于編碼的RTK GPS架空送電線路平斷面測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[C].全國測(cè)繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十五次學(xué)術(shù)信息交流會(huì)論文集，2011：111-115.