電業公司輸電線路測量技術研究與應用

郭孟超

（大同煤礦集團設計研究有限責任公司山西大同）

0 引言

根據大同煤礦集團電業公司2020年維簡計劃，需對同煤集團35 kV部分供電線路進行改造。我單位主要承擔此次工程的線路測量工作。由于原有幾處線路架設基礎資料不完整，線路附近控制點遭到破壞，無法直接獲取原有線路的基本標高，導致線路設計工作不能進行。本文主要介紹利用RTK和全站儀，快速獲取原有線路高程的方法。

1 輸電線路測量整體思路

高壓輸電線路架設需精確考慮架設路線與原有線路之間的垂直距離，以確保設計線路的安全運行。隨著測量技術的發展，RTK技術已經廣泛應用于測繪行業，然而在輸電線路測量工作中，由于RTK技術定位精度容易受高大建筑物、大面積水域、高壓輸電線路等環境影響，產生多路徑效應，對測量結果影響較大，因此在本項目主要還是依賴于全站儀懸高測量，結合RTK技術作為輔助手段進行應用。

2 全站儀懸高測量方法原理概述

懸高測量，就是測定空中某點(如高壓線、煙囪、塔頂等)至某一基準面的高度。在對凈空有要求的一些工程勘測項目，如公路測量、輸電線路測量等工程必須進行此項測量。當對空中某點進行高度測量時，利用全站儀的懸高測量功能，可以測出空中目標點距地面點的高度。全站儀懸高測量的工作原理如下圖所示。

圖1 全站儀懸高測量的工作原理

懸高測量的工作原理：HB=HA+Hi+Scosα1tanα2

HA為設站點高，Hi為儀器高，S為全站儀至反射棱鏡斜距；α1和α2分別為反射棱鏡和目標點的豎直角。

首先把反射棱鏡設立在欲測目標點B的天底b點(即過目標點B的鉛垂線與地面的交點)，輸入反射棱鏡高v(也可以不用棱鏡高)，然后照準反射棱鏡進行距離測量，再轉動望遠鏡照準目標點B，使能實時顯示出目標點B至地面的高度H。

懸高測量的原理很簡單，觀測起來也很便捷。利用全站儀提供的該項特殊功能，可方便地用于測定懸空線路、橋梁、架空管道以及高大建筑物、構筑物的高度。

3 應用實例

燕子山西部供電線路同煤集團35 kV“四—南”線G7#'、G12#'桿改造，35 kV“四—辛”線G19#'、G26#'水泥桿更換鐵塔，35 kV“四—巖”線增加鐵塔G19#'，35 kV“云—姜2#”、G22#'塔改造的測量工作，需準確掌握原有線路的懸高情況，以便更好地為線路設計改造提供基礎資料，要求對上述線路進行測量。然而由于上述線路附近原有水準點已經遭到破壞，無法為本次測量工作提供原始數據，而現有水準資料距離上述線路較遠，且上述線路基本都處于山地，溝坎和丘陵分布密度大，從現有高程控制點進行水準測量工作量太大，人工投入和經濟投入都明顯增加，不能確保測量工作如期完成，將影響線路設計進度。為有效解決這一問題，本項目采用全站儀結合RTK測量技術進行線路測量，具體方法如下。

3.1 參數轉換

由于RTK測量直接獲取WGS84坐標系統的坐標，與現有礦區獨立坐標不屬于同一坐標系統，需要獲取兩套坐標系統之間的轉換參數。選取距離測區范圍相對較近的3處原有水準點作為公共點，利用RTK快速測量獲取其平面坐標及高程。并在GPS手簿中進行四參數轉換計算，求得轉換參數，將其應用于本工程。然后對原控制點重新進行數據采集，并與原有控制點平面坐標進行對比檢核，結果如下：

?

通過上表可知最大點位中誤差MMAX=0.032，可滿足本次測量要求。

3.2 懸高測量

在“四—南”線G7#'鐵測量過程中，首先選定容易架設全站儀的位置A號點，并采用RTK技術獲取該點的坐標及高程，同時在其附近通視條件較好的位置選取B號點作為后視點，并獲取B號點的坐標及高程。在A號點架設全站儀，以B號點為后視進行定向，然后分別在G6#、G7#及兩塔線路懸線最低處天底架設對中桿，應用全站儀懸高測量功能，再輸入儀器高及棱鏡高后，照準反射棱鏡，測量儀器至棱鏡的斜距，然后旋轉照準部瞄準高壓線懸線，就能獲取該處懸線高度。線路其他處采用同樣方法進行測量。

4 誤差分析

該項目采用該方法進行測量，分析其測量誤差，主要有以下三點：

（1）GPS高程測量誤差。主要來自參考星歷誤差，電離層誤差，多路徑效應誤差，整周模糊度誤差等。該誤差主要通過GPS測量值與原有控制點之間測量值對比進行改正，以縮小誤差值，確保高程測量精度。

（2）全站儀懸高測量垂直角誤差。由于全站儀對目標物體進行照準過程中，存在照準誤差，從而影響測量垂直角及測量距離，進而對所測得的高程值產生影響，要求作業人員在測量過程中盡量確保照準精度，以提高測量成果質量。

（3）由于懸高測量過程中，目標天底往往不容易確定，產生的誤差比較大，從而對測量結果產生影響。所以在目標天底尋找過程中，測量人員應盡量確保目標天底的準確度。

5 結論

懸高測量方法主要難點在于天底位置的選擇。操作過程中經常會出現天底位置選擇誤差，經數據對比，其誤差對工程影響不大。RTK技術結合全站儀的使用，可以明顯減小本項目工程難度及工期，可以在類似項目中進行推廣。