摘要：大部分高壓輸電線路都設(shè)計(jì)在高山大嶺上，高山大嶺限制了經(jīng)緯儀、全站儀的使用，為復(fù)測(cè)找樁增加了難度。隨著科技的發(fā)展，GPS逐漸應(yīng)用到線路測(cè)量中。但伴隨著社會(huì)電力需求量的快速增長，現(xiàn)在的GPS線路復(fù)測(cè)效率已經(jīng)漸漸不能滿足社會(huì)需求，因此提高GPS線路的復(fù)測(cè)效率成為當(dāng)前急需解決的問題。

關(guān)鍵詞：GPS；線路復(fù)測(cè)效率；RTK；高壓輸電線路；復(fù)測(cè)找樁 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：P258 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.012

1 GPS在線路復(fù)測(cè)中的應(yīng)用

由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與土地資源的珍貴，青苗賠償難度大，現(xiàn)大部分高壓輸電線路都設(shè)計(jì)在高山大嶺上。高山大嶺中限制了經(jīng)緯儀、全站儀的使用，為復(fù)測(cè)找樁增加了難度。隨著科技的發(fā)展，GPS漸漸應(yīng)用到線路測(cè)量中，GPS的使用主要應(yīng)用到RTK技術(shù)：RTK（Real Time Kinematic）即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，它實(shí)現(xiàn)的是實(shí)時(shí)全球定位，又稱載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)。它能夠?qū)崟r(shí)提供測(cè)站點(diǎn)在指點(diǎn)坐標(biāo)系中的三維定位坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級(jí)精度。RTK系統(tǒng)通過基準(zhǔn)站將接收到的衛(wèi)星信號(hào)通過無線通信網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)給用戶，用戶接收機(jī)將接收到的衛(wèi)星信號(hào)和收到基準(zhǔn)站信號(hào)實(shí)時(shí)聯(lián)合結(jié)算，求得基準(zhǔn)站和流動(dòng)站間坐標(biāo)增量（基線向量）。使用RTK-GPS技術(shù)對(duì)線路進(jìn)行復(fù)測(cè)與傳統(tǒng)的全站儀經(jīng)緯儀相比較具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不受通視的限制、測(cè)量距離遠(yuǎn)、速度快、精度高、操作簡便、節(jié)省人力，能有效提高測(cè)量速度、測(cè)量精度和生產(chǎn)效率。

2 GPS應(yīng)用存在的問題

運(yùn)用GPS復(fù)測(cè)是輸電線路工程施工的第一步，根據(jù)以往復(fù)測(cè)出現(xiàn)的狀況，結(jié)合本設(shè)備的特點(diǎn)和已有硬件設(shè)施，從信號(hào)強(qiáng)度、路徑優(yōu)化、操作繁簡程度等具體問題分析得到造成當(dāng)前GPS復(fù)測(cè)效率偏低的主要原因有三點(diǎn)：（1）對(duì)于所復(fù)測(cè)線路路徑、地形不熟悉，所以造成新線路復(fù)測(cè)在路徑的選擇和樁位位置判斷上出現(xiàn)誤差，會(huì)存在走錯(cuò)路等現(xiàn)象，也就延長了工作時(shí)間；（2）高山大嶺中地形崎嶇怪異，常常會(huì)形成一定范圍的信號(hào)覆蓋盲區(qū)，加上電臺(tái)功率有限，離基站超出一定范圍會(huì)出現(xiàn)信號(hào)“弱”甚至“無”的狀況；（3）基站的架設(shè)需要有可用的控制點(diǎn)，并且超出基站信號(hào)覆蓋范圍會(huì)沒有信號(hào)，因此也就需要頻繁移動(dòng)基站。

3 提高GPS線路復(fù)測(cè)效率的方法及操作要點(diǎn)

3.1 使用Google Earth等地圖輔助軟件

Google Earth擁有大量可提供用戶添加的地標(biāo)、航跡、KML地圖、地貌景觀圖像，共同組成了一個(gè)巨大的多維地理信息庫，而且還在不斷改進(jìn)和更新高分辨率衛(wèi)星圖片，使我們?cè)趶?fù)測(cè)中能獲得更多的實(shí)用地理信息。通過把線路的點(diǎn)展放到軟件上，我們可以較為清楚地了解各樁位周邊的一些情況，例如植被怎么樣、海拔高度多少、有沒有路通往樁位、如何走到山腳、從山的哪一邊上去找樁路最近等，可以事先進(jìn)行規(guī)劃，如圖可以清楚知道樁位具體的位置、樁位之間山脈連接的情況，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，從而分析出行最佳走路線，制定計(jì)劃路線。

操作：將樁位坐標(biāo)（西安80、北京54等）轉(zhuǎn)換成文本格式運(yùn)用傳輸軟件傳入手薄，再運(yùn)用測(cè)量軟件導(dǎo)入至手簿生成測(cè)量文件，進(jìn)行參數(shù)求解，得到良好的參數(shù)后將目標(biāo)文件生成報(bào)告（選擇Google Earth KML file的報(bào)告模板），得到KML格式的位置文件后導(dǎo)出手簿，再運(yùn)用谷歌地球等地圖軟件打開KML格式的位置文件生成樁位路徑圖。

圖1

3.2 CORS模式與基站配合使用

圖2

CORS系統(tǒng)（連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)）建立在GPS硬件等技術(shù)平臺(tái)之上。它將尖端科技領(lǐng)域的衛(wèi)星定位技術(shù)和地理信息技術(shù)、通信技術(shù)和先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，為用戶提供了全新、透明、可視、實(shí)時(shí)的測(cè)量服務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，本系統(tǒng)的GPS硬件由如下單元組成：GPS基站、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。

CORS模式與基站配合使用能取長補(bǔ)短，有效地解決了信號(hào)差的問題，不需要再頻繁使用、移動(dòng)基站，能夠因地制宜，適應(yīng)各種環(huán)境下的復(fù)測(cè)工作，并且也能節(jié)省下更多的人力、物力、財(cái)力。

操作一：使用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接GPS接收機(jī)。CORS模式是通過各地建立的基準(zhǔn)站網(wǎng)通過Internet連續(xù)不斷向數(shù)據(jù)控制中心傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)，并按照RTCM的格式通過NTRIP協(xié)議發(fā)送給流動(dòng)站。所以設(shè)置CORS模式首先得通過NTRIP協(xié)議獲得當(dāng)?shù)氐馁~號(hào)密碼，獲取到賬號(hào)密碼后需要設(shè)置IP跟連接端口（如廣東IP 59.41.181.34端口 2101）并選擇接入點(diǎn)連接。CORS模式的設(shè)置還需要更改流動(dòng)站接收機(jī)的配置文件，將流動(dòng)站設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)站，調(diào)解調(diào)器設(shè)置為Windows聯(lián)網(wǎng)，撥號(hào)連接設(shè)置為當(dāng)前Internet，這樣才能通過WIFI信號(hào)或手機(jī)信號(hào)連接到端口，從而連接賬號(hào)密碼。

操作二：基站當(dāng)流動(dòng)站設(shè)置CORS模式采集基站點(diǎn)數(shù)據(jù)。我們先在任一點(diǎn)擺設(shè)好基準(zhǔn)站，盡量離已知點(diǎn)近和地形開闊的地方，用CORS模式把基準(zhǔn)站的接收機(jī)當(dāng)流動(dòng)站連接成功待有固定解，直接用GPS的數(shù)據(jù)采集功能采集基站的坐標(biāo)。

操作三：重新連接基站與流動(dòng)站。在不動(dòng)基準(zhǔn)站的情況下斷開CORS連接模式，重新以基站模式連接基準(zhǔn)站與流動(dòng)站，連接成功后待有固定解就可以實(shí)施定位作業(yè)。

操作四：電臺(tái)模式與CORS模式切換使用。這樣可以使得在測(cè)量工程中可以使電臺(tái)基站模式所求參數(shù)與CORS模式所求參數(shù)在同一測(cè)量文件，使得電臺(tái)模式與CORS模式相互轉(zhuǎn)換。由于CORS模式有一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，所以數(shù)據(jù)連接不受距離的限制，可以達(dá)到10km以上的數(shù)據(jù)鏈接。

3.3 自主建立模擬CORS站

CORS的建立可以大大提高復(fù)測(cè)工作的速度和效率，降低復(fù)測(cè)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。但由于CORS技術(shù)的發(fā)展歷程短，在國內(nèi)并未普及，只有少數(shù)省份有建設(shè)CORS站供民用，很大程度限制了CORS的使用。但建設(shè)CORS站所需人力、物力、財(cái)力比較大，企業(yè)一般很難承受，因此，自主建設(shè)模擬CORS站自主使用能體現(xiàn)出很大的價(jià)值。并且自主建立的模擬CORS站，僅受到轉(zhuǎn)換關(guān)系控制范圍的影響，信號(hào)并不受距離限制，相當(dāng)于普通電話通信，也就是說，假如求得的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以控制25km，那么模擬CORS站的使用范圍就能有25km，有手機(jī)信號(hào)的地方就能收到信號(hào)。

操作一：連接通信網(wǎng)絡(luò)。跟直接使用CORS模式相似，首先將基站接收機(jī)連接WIFI或是插入電話卡，使其連接上Internet，流動(dòng)站也使用同樣的方法連接上Internet。

操作二：設(shè)置接收機(jī)配置。通過手簿找到接收機(jī)型號(hào)，設(shè)置基站和流動(dòng)站的類型為網(wǎng)絡(luò)，即：網(wǎng)絡(luò)基站、網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)站。最關(guān)鍵的是獲取連接地址和端口（可通過測(cè)繪局或儀器購買廠家獲得）并輸入，特別需要注意基站跟流動(dòng)站的端口不能相同，并選擇修正就能完成設(shè)置。

操作三：連接使用。設(shè)置完接收機(jī)配置可以開始連接基站跟流動(dòng)站，連接方法跟常規(guī)連接一樣，但連接的選項(xiàng)必須選擇網(wǎng)絡(luò)基站和網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)站。

圖3

3.4 校正參數(shù)

連接好流動(dòng)站可以使用電臺(tái)模式或CORS模式到線路已知的三個(gè)以上點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)校正，運(yùn)用測(cè)量軟件的控制點(diǎn)功能進(jìn)行點(diǎn)的控制，然后對(duì)整個(gè)文件進(jìn)行求解校準(zhǔn)求得好的參數(shù)。如果平面坐標(biāo)誤差控制不在±5毫米，比例因子在1±0.0001時(shí)，可以根據(jù)求解校正文件中每個(gè)控制點(diǎn)誤差的大小，選擇三個(gè)誤差小的控制點(diǎn)，保證平面坐標(biāo)誤差控制在±5毫米，比例因子在1±0.0001范圍內(nèi)。在參數(shù)校正的同時(shí)可以進(jìn)行樁位數(shù)據(jù)的采集，采集數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)參數(shù)的變化而變化，當(dāng)?shù)匦位驑淠镜仍蛴绊懙诫娕_(tái)信號(hào)時(shí)直接可以轉(zhuǎn)換CORS模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。不受電臺(tái)發(fā)射功率和距離等影響，無需受基站的工作狀態(tài)影響。

4 結(jié)語

此復(fù)測(cè)技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目得到運(yùn)用，如220kV新山至信發(fā)、220kV鵬民線和500kV臺(tái)核一標(biāo)等輸電線路工程中都取得了良好的效果。

運(yùn)用谷歌地球選取最佳的路徑大大減少了行徑路線，節(jié)省了找樁時(shí)間，從而提高復(fù)測(cè)效率。在電臺(tái)無信號(hào)時(shí)，我們運(yùn)用CORS模式基站代替GPS本身的基站，使用CORS模式設(shè)備更精簡、更操作簡單，對(duì)于無基站信號(hào)的地方則可以通過CORS彌補(bǔ)不足，通過自建模擬CORS站則可以測(cè)得更遠(yuǎn)，并且可以多臺(tái)流動(dòng)站同時(shí)使用，大大提高了工作效率，保證了復(fù)測(cè)的準(zhǔn)確性，讓送電線路工程建設(shè)更具保障性，復(fù)測(cè)周期將大大縮短，將促進(jìn)整體工作加速開展，使工程能更快更安全地投產(chǎn)。

作者簡介：單子謙（1981-），男，廣東廣州人，中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司助理工程師，研究方向：電力建設(shè)工程施工管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）