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        電力線路帶狀地形及橫斷面測(cè)量技術(shù)探討

        2016-05-30 15:48:22田樂萌
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2016年15期
        關(guān)鍵詞:工程測(cè)量

        田樂萌

        摘 要:CORS應(yīng)用于電力線路工程測(cè)量,主要包括采用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行帶狀地形圖的繪制,電力線路中線的測(cè)設(shè),電力線路縱、橫斷面圖測(cè)量等,本文分析了CORS線路勘測(cè)的主要內(nèi)容,進(jìn)而詳細(xì)研究了外業(yè)施測(cè)的內(nèi)容,最后探討了觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析思路,證明了CORS測(cè)量滿足線路勘測(cè)的要求。

        關(guān)鍵詞:CORS 線路 工程測(cè)量 觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

        中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)05(c)-0000-00

        傳統(tǒng)的電力線路勘測(cè)工作辛苦且繁瑣,存在著勘測(cè)周期長(zhǎng)、工作效率低等諸多問題。從經(jīng)緯儀的偏角法,全站儀的極坐標(biāo)法,設(shè)置基站并采用電臺(tái)通訊的常規(guī)RTK測(cè)量到目前基于CORS的網(wǎng)絡(luò)RTK實(shí)時(shí)放樣,最大限度地減輕電力線路勘測(cè)工作量、提高電力線路勘測(cè)效率和勘測(cè)精度,一直是電力線路勘測(cè)工作者孜孜以求的目標(biāo)。CORS應(yīng)用于電力線路工程測(cè)量,主要包括采用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行帶狀地形圖的繪制,電力線路中線的測(cè)設(shè),電力線路縱、橫斷面圖測(cè)量等。在此次試驗(yàn)中由于時(shí)間有限,沒有對(duì)電力線路工程的整個(gè)測(cè)量過程進(jìn)行試驗(yàn),重點(diǎn)介紹了電力線路中線的定線測(cè)量和電力線路的縱橫斷面測(cè)量的過程、數(shù)據(jù)的處理并進(jìn)行了精度分析。

        1工程概況

        筆者所在單位對(duì)某電力線路進(jìn)行了定線測(cè)量、縱斷面測(cè)量、施工控制點(diǎn)測(cè)量等測(cè)量工作。該工程是某市重點(diǎn)項(xiàng)目之一。測(cè)區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦,交通方便,但沿途建筑物較密集,車流量較大,通視條件不好。采用常規(guī)方法測(cè)量工作任務(wù)重、效率低。

        2測(cè)量?jī)?nèi)容

        2.1繪制大比例尺帶狀地形圖

        傳統(tǒng)的碎部測(cè)量是根據(jù)測(cè)區(qū)內(nèi)已有的圖根控制點(diǎn)使用全站儀進(jìn)行測(cè)圖。在測(cè)量過程中要求控制點(diǎn)與碎部點(diǎn)要通視,當(dāng)某待測(cè)碎部點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)不通視時(shí)需要臨時(shí)支點(diǎn)或?qū)x器搬至下個(gè)圖根控制點(diǎn)上再測(cè)一該碎部點(diǎn)。在地形條件復(fù)雜、建筑物密集的測(cè)區(qū)搬站次數(shù)較多,工作效率低下。常規(guī)RTK測(cè)量需要將參考站安置在精度較高的已知坐標(biāo)點(diǎn)上,當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)無控制點(diǎn)時(shí)使用起來很不方便。

        常規(guī)RTK測(cè)量是利用臨時(shí)的單個(gè)參考站向流動(dòng)站發(fā)送差分信息的,一旦參考站發(fā)生錯(cuò)誤或者出現(xiàn)故障,流動(dòng)站的點(diǎn)位精度得不到保障。而且常規(guī)RTK測(cè)量的流動(dòng)站點(diǎn)位精度隨著參考站與流動(dòng)站距離的增加而顯著降低。這種作業(yè)模式的服務(wù)范圍一般不能超過10km。

        GNSS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)打破了常規(guī)RTK中流動(dòng)站和參考站距離較近的限制,增大了流動(dòng)站與參考站的作業(yè)距離。用戶作業(yè)范圍可由最多20Km擴(kuò)大到50KM-70KM甚至更遠(yuǎn)。并且能夠完全保證精度。利用CORS下網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行測(cè)圖,真正意義上的改變了傳統(tǒng)的/先控制后碎部,,的測(cè)圖模式。這種作業(yè)模式是利用幾個(gè)永久性的參考站同時(shí)向流動(dòng)站發(fā)送差分信息,極大地提高了流動(dòng)站點(diǎn)位精度。理論上整網(wǎng)范圍內(nèi)的流動(dòng)站點(diǎn)位精度是相同的,與此同時(shí)差分服務(wù)范圍擴(kuò)展到網(wǎng)外60Km。在一些舊線路改造工程中,在精度要求允許的情況下可以將GNSS天線和數(shù)據(jù)電臺(tái)天線固定在機(jī)動(dòng)車上,只需機(jī)動(dòng)車沿著原有電力線路連續(xù)地行走即可完成測(cè)量工作,這樣大大地提高測(cè)量速度,減輕外業(yè)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度。

        2.2電力線路中線測(cè)設(shè)

        在完成電力線路線形圖上定線后,需將電力線路中線在地面標(biāo)定出來。傳統(tǒng)的放樣方法是根據(jù)電力線路的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出中樁的樁號(hào)和設(shè)計(jì)坐標(biāo)(一般每隔20m或50m及其倍數(shù)設(shè)立一個(gè)整樁,在地形變坡地,曲線的主點(diǎn)處,土質(zhì)變化及地質(zhì)不良地段,與己有建筑物、構(gòu)筑物相交的地方設(shè)立加樁。)然后將全站儀安置在控制點(diǎn)上進(jìn)行放樣。這種放樣方法需要控制點(diǎn)與放樣點(diǎn)之間通視,放樣點(diǎn)的誤差不均勻。采用CORS下網(wǎng)絡(luò)RTK放樣,只需將中線樁點(diǎn)的坐標(biāo)輸入GNSS手簿中,系統(tǒng)就會(huì)定出放樣的點(diǎn)位。由于每個(gè)點(diǎn)的測(cè)量都是獨(dú)立完成的,不會(huì)產(chǎn)生累積誤差,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。因此運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)RTK放樣真正實(shí)現(xiàn)了單機(jī)作業(yè),測(cè)量員只要手持GNSS接受機(jī)就可獨(dú)立完成電力線路中樁測(cè)設(shè)。

        2.3電力線路縱橫斷面測(cè)量

        電力線路中線測(cè)量完成以后,還必須進(jìn)行電力線路縱、橫斷面測(cè)量。縱斷面測(cè)量是測(cè)定各中樁地面高程并繪制電力線路縱斷面圖,用于路線的縱坡設(shè)計(jì);橫斷面測(cè)量是測(cè)定各中樁處垂直于中線的地形起伏狀態(tài)并繪制橫斷面圖,用于路基設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算和施工時(shí)的邊樁放樣。傳統(tǒng)的電力線路縱斷面測(cè)量方法是在設(shè)計(jì)電力線路沿線布設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn),這些臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)和國(guó)家級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線,利用水準(zhǔn)儀測(cè)出兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差,在滿足閉合差允許范圍內(nèi)進(jìn)行平差計(jì)算得出臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程;隨后把這些已知高程的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn),通過水準(zhǔn)測(cè)量的方法計(jì)算出各中樁的高程。這種作業(yè)模式施測(cè)過程中測(cè)站較多,特別是在地勢(shì)起伏較大的地區(qū)測(cè)量,工作量相當(dāng)繁重。利用全站儀具有三維坐標(biāo)測(cè)量的功能,在中樁放樣過程中就順便測(cè)量出中樁的高程,避免了重復(fù)測(cè)量工作。在測(cè)量過程中需要測(cè)站點(diǎn)和待測(cè)點(diǎn)需要通視,在地形復(fù)雜的地區(qū)也存在搬站測(cè)數(shù)較多的問題。

        采用CORS下的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式,電力線路中線確定后,根據(jù)采集的中線樁點(diǎn)坐標(biāo)通過繪圖軟件便可繪出電力線路縱橫斷面圖。加拿大魁北克省交通廳用特制的汽車實(shí)施GNSS RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量繪制電力線路斷面,獲得良好效果。與傳統(tǒng)方法相比,在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用各方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。

        3 外業(yè)施測(cè)

        在施測(cè)前制定了測(cè)量方案。包括依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指出作業(yè)方法和技術(shù)要求、保證質(zhì)量的主要措施和要求等,投入儀器設(shè)備:LEICA GX1230 GNSS雙頻接收機(jī)1臺(tái),NIKON全站儀(2")1臺(tái),DS3水準(zhǔn)儀1臺(tái)。完成了以下具體測(cè)量任務(wù):

        1.電力線路中線測(cè)設(shè):根據(jù)電力線路現(xiàn)狀邊線進(jìn)行內(nèi)業(yè)解算電力線路中線樁號(hào)和中樁坐標(biāo),每隔20米解算一個(gè)中樁,在單位門口,地形變坡地,有電力線路相交的地方進(jìn)行加樁。利用網(wǎng)絡(luò)RTK的放樣功能將上述解算的點(diǎn)放于實(shí)地,用全站儀進(jìn)行坐標(biāo)回采,差值均在±5cm內(nèi)。

        2.縱斷面測(cè)量:是在中線測(cè)設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。以測(cè)區(qū)附近已有四等水準(zhǔn)點(diǎn)為高程起算點(diǎn),按照?qǐng)D根水準(zhǔn)的精度要求(附合線路閉合差 (mm),L為附合路線長(zhǎng)度(km),沿中樁逐樁布設(shè)為附合水準(zhǔn)路線經(jīng)過平差計(jì)算后得出施測(cè)樁位的地面高程。測(cè)量完畢將同一個(gè)中樁點(diǎn)的水準(zhǔn)高程和RTK采集高程作比較,差值均在±4cm內(nèi)。差值大的應(yīng)分析原因,防止粗差出現(xiàn)。

        3.施工控制點(diǎn)測(cè)量:利用RTK的數(shù)據(jù)采集功能,在相交電力線路口施工范圍外選擇了四個(gè)施工控制點(diǎn)。施工控制點(diǎn)采用三腳架方式獨(dú)立測(cè)量?jī)蓽y(cè)回取平均值,每次觀測(cè)歷元數(shù)不應(yīng)少于30個(gè),兩次測(cè)量平面坐標(biāo)分量差值不應(yīng)大于±2cm,如果超限應(yīng)重新測(cè)量。測(cè)量完畢應(yīng)用全站儀對(duì)控制點(diǎn)距離進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/4000。

        4觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

        觀測(cè)完成后,對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了以下三項(xiàng)的對(duì)比。

        通過表1可以看出:用RJK放樣中樁后用全站儀回采縱坐標(biāo)差值 最大值為0.020m,橫坐標(biāo)差值 最大值為0.012m,點(diǎn)位誤差最大值出現(xiàn)在樁號(hào)為k0+22處,最大誤差為 ,滿足點(diǎn)位誤差值均在±5cm內(nèi)的要求。

        通過上表可以看出:在測(cè)設(shè)完中樁,通過RTK回采中樁高程與經(jīng)水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)平差計(jì)算后出的高程比較,高程差值最大值出現(xiàn)在樁號(hào)為k0+380處,最大值為-0.025m,滿足差值均在±4cm內(nèi)的要求。在本次試驗(yàn)中RTK高程測(cè)量的高精度取決于該市似大地水準(zhǔn)面模型的建立。

        通過表2、表3可以看出:用RTK對(duì)施工控制點(diǎn)獨(dú)立測(cè)量?jī)蓽y(cè)回后,兩次觀測(cè)值差值最大值出現(xiàn)在T1處,最大值為 ,滿足兩次測(cè)量平面坐標(biāo)分量差值均不應(yīng)大于±2cm的要求。對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)取其平均值后,通過坐標(biāo)反算計(jì)算出T1-T2、T3-T4的距離,隨后用全站儀對(duì)控制點(diǎn)距離進(jìn)行檢測(cè),相對(duì)誤差最大值出現(xiàn)在邊T3-T4處,最大值為1/30854。相對(duì)誤差均滿足不應(yīng)大于1/4000的要求。

        參考文獻(xiàn)

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