梁雨田 齊慶會 李櫻昊

1 中國和國際上的送電線路工程概況

隨著國家電力事業(yè)的飛速發(fā)展，一些高壓、超高壓、高精度、結(jié)構(gòu)復雜的長距離高壓送電線路不斷涌現(xiàn)，工程設計中對送電線路測量的精度要求日顯提高，技術要求也越來越高。目前，中國和國際對送電線路測覘標單桿的要求也越來越高，特別是跨越一些高山、原始森林以及復雜城區(qū)的高壓線路，通視難度很大，既要保證覘標單桿的高度，還要保證每一個測量細部點的精度，這就是中國送電線路工程中存在著需要解決的問題。

在國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展的大環(huán)境下，一些精度較高、結(jié)構(gòu)復雜的特殊測量不斷涌現(xiàn)，其中覘標裝置作為影響工程精度的重要指標，它的設計也隨著實際的工程要求在不斷尋求著創(chuàng)新和改革。例如，為了適應夜間工程的要求，進行一種用于夜間測量的可控制覘標裝置；為了適應較長距離的工程三角高程測量，進行一種適用于遠距離可用的專用覘標設計；為了能在實際的測量之中更加靈活的方便測量，設計一種適用于方便使用的活動覘標儀設計。但是，對于現(xiàn)在的送電線路工程而言，最主要的問題就是覘標單桿的高度問題。在國家的大力支持下，山區(qū)送電線路的不斷完善，越來越多的工程是在地形起伏較大的環(huán)境下進行施工，這就涉及覘標高度不再適應與實際的應用需求。

2 項目研究的必要性及可行性

在實際的工程設計中，由于對測量成果的精度要求日顯提高，導致技術要求也越來越高，所以既要保證覘標單桿的高度，還要保證每一個測量細部點的精度，這里就存在著要解決的問題。由于覘標單桿的有限桿高度較小，一般覘標高最高只能到3m，在實際測量中其缺陷有以下兩點。

一是由于標桿長度固定，沒有超過一些民用建筑物和很多植被的高度，易受檢測場地障礙物遮擋，無法調(diào)整更高的觀測高度；

二是觀測過程中經(jīng)常人為高舉覘標桿，難以保證覘標高的準確高度以及準確在中心位置觀測，往往對精度的要求也不能保證。

因此，在滿足高度要求的條件下以保證高水準的測量精度，是現(xiàn)在實際工程中需要解決的重要內(nèi)容之一，這也是送電線路工程項目測量覘標裝置設計的必要性。覘標是工程測量中常用的工具，其種類很多，觀測時應根據(jù)不同視線長度選用不同的覘標[1]。在野外工程測量過程中，高的覘標一般都設有儀器觀測臺，使觀測者無法精準瞄準，誤差很難控制，給測量工作帶來極大的不便[2]，因此論文針對送電線路工程項目中測量覘標裝置進行了分析。其中，覘標是指設置在三角點或精密導線點上供觀測使用的標架，用木材、鋼材或其他材料制成，呈三角錐形或四角錐形，高度自數(shù)米到數(shù)十米。覘標照準部分的中心位于三角點或?qū)Ь€點的鉛垂線上，供他處進行照準觀測。

3 測量覘標裝置設計的研究內(nèi)容

為了適應實際的工程需求，需打破原有標桿長度固定的限制，對于一些超不過一些民用建筑物和很多植被的高度，易受檢測場地障礙物遮擋區(qū)域，可調(diào)整更高的觀測高度；通過提高覘標桿高度，保證覘標高的準確高度以及準確在中心位置觀測，提高測量精度。在實際的工程測量中，覘標的式樣對變形測量照準精度的影響頗大。所以，應根據(jù)實際情況選用最佳覘標。由于變形測量的特點是精度要求高，視線長度變化大，選用的覘標形狀、圖案、色彩、光澤要適宜，以滿足精度的需求[3]。

由于覘標對測量精度有著至關重要的影響，所以需要根據(jù)實際的工程要求和站標的基本要素，選取合適的站標，具體要求如下所示：

（1）首先應考慮到的是采用雙絲照準、還是采用單絲照準。在邊長變化懸殊的情況下，用單絲照準將產(chǎn)生較大的照準誤差。單絲照準只有在單絲寬度與標志中心軸寬度相等時才具有較高精度。

（2）在外業(yè)觀測不斷的實踐中可知，保證有足夠顏色反差的覘標，使覘標的標心界線明晰，在一定程度上是保證觀測精度的重要條件。從人眼的感光靈敏度來說，應采用黃綠色覘標為佳。

（3）為保證足夠的精度，覘標必須有足夠的亮度。

（4）覘標寬度要適中。觀測時應根據(jù)不同視線長度選用不同寬度標志的覘標，其中覘標的種類有很多種，從使用的形式而言，基本上可分為固定式覘標和活動式覘標兩大類。在選取合適的覘標之后，需要根據(jù)工程的實際地形環(huán)境、地質(zhì)條件和工程需求去進行適當點位的覘標設計[4]。

其中，適當點位的覘標設計具體要求如下所示：

①結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：搭建的覘標需適應大部分的極端天氣，確保不會有傾斜變形的隱患，確保能有較長時間的使用周期[5]。理應按照規(guī)定櫓柱坑尺寸進行施工。對于鋼標的設計應做到各部件的牢固結(jié)合，鋼標角柱要創(chuàng)建敦實的混凝土灌基和固定層；對于木標需選取優(yōu)質(zhì)木材，完善防腐措施并安置避雷設備。

②結(jié)構(gòu)端正：實現(xiàn)覘標的整體框架為中心軸對稱，使其標心柱和圓筒相互垂直，做到標石中心和圓筒中心沿鉛垂線搭建，同時高覘標的基板中心和回光中心也應滿足相同條件，并控制偏差范圍在標石中心以內(nèi)0.1m，以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[6]。

③測量通視：根據(jù)實際的地形情況，確定覘標高度和位置，保障櫓柱和高標的外架不阻擋觀測的方向，并使其和觀測方向線相隔一定距離[7]。

④安全事項：在造標的過程中，各個部門要分工合作，配合協(xié)調(diào)，尤其在高空作業(yè)時，必須保障安全措施的完善，才能順利地進行工程量測[8]。

在合適的覘標選擇和實際的覘標設計要求的基礎上，本項目設計并研制一種升降式覘標單桿觀測裝置，根據(jù)實際的工程需求，覘標高度可現(xiàn)場進行調(diào)節(jié)并應用，預計最大可以覘標高度可以達到6.50m，使觀測精度免受各種不穩(wěn)定因素的影響。

本次測量覘標要解決的技術問題是提供一種升降式覘標單桿觀測裝置，覘標高度可根據(jù)工程現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)的，最大可以覘標高度可以達到6.50m，使觀測精度免受各種不穩(wěn)定因素的影響，本設備采用以下技術方案：一種升降式變形觀測裝置，包括3 個外桿、一個花桿，所述3 個外桿相對于1個花桿作上下運動，所述3 個外桿的每個桿下端上固定有螺旋緊環(huán)，該螺旋緊環(huán)露出外桿的一端有刻度，螺旋對應的刻度就是對應的覘標高，3 個外桿根據(jù)工程現(xiàn)場情況從下而上運動，自由調(diào)整覘標高度值，第一節(jié)外桿刻度是2.00m～3.50m，第二節(jié)外桿的刻度是從3.50m～5.00m，第三節(jié)外桿的刻度是從5.00～6.50m，覘標高最多可以到6.50m，可以跨越一般的6.50以下的建筑物進行測量。外桿最上端可以固定覘標棱鏡，花桿下端尖部立在觀測點上，外桿相對于花桿可上下升降移動。將旋轉(zhuǎn)任一個外桿螺旋在任意高度位置固定，測量時可以根據(jù)所在刻度記下覘標高，螺紋間產(chǎn)生壓緊力使夾緊環(huán)朝中心收縮，抱緊下一節(jié)桿，由此實現(xiàn)桿之間的固定。

如圖1所示，由上至下包括覘標與棱鏡接頭101，棱鏡固定裝置102、第一外桿103、第一外桿夾緊螺母104，第一外桿103 通過第一外桿夾緊螺母104 與第二外桿105 的上端連接，夾緊螺母104 的固定有夾緊環(huán)，順時針旋轉(zhuǎn)可以使外桿103 在任何一個位置夾緊，對應的刻度值在2.00～3.50m 之間，就是當時測量的覘標高度。

圖1 升降式覘標裝置的外觀示意圖

如圖2A 所示；第二外桿105 一端與103 外桿相連，第二外桿夾緊螺母106，第二外桿105 通過第二外桿夾緊螺母106 與第三外桿107 的上端連接，夾緊螺母106 的固定有夾緊環(huán)，順時針旋轉(zhuǎn)可以使外桿105 在任何一個位置夾緊，對應的刻度值在3.50～5.00m 之間，就是當時測量的覘標高度。如圖2B 所示；第三外桿107 一端與第二105 外桿相連，第三外桿夾緊螺母108，第三外桿107 通過第三外桿夾緊螺母108與第二外桿105 的下端連接，夾緊螺母108 的固定有夾緊環(huán)，順時針旋轉(zhuǎn)可以使外桿107 在任何一個位置夾緊，對應的刻度值在5.00～6.50m 之間，就是當時測量的覘標高度，如圖2中的C 所示；107 外桿與下端花桿109 相連，110 為水準水平氣泡，用來調(diào)節(jié)覘標桿的垂直度?；U上都間隔涂有不同顏色一般是紅白顏色間隔劃分，這樣能減少瞄準產(chǎn)生的誤差。在使用時將花桿一端的桿頭111 對準測量點位置，桿頭111采用金屬材料制成。該金屬材料優(yōu)選為45#鋼。

圖2 升降式覘標裝置的展開后分解示意圖

如圖3所示，120 為棱鏡頭，放在101 棱鏡接頭上部，用于接收紅外線全站儀發(fā)射的信號，121 為連接處的放大圖。

圖3 為升降式覘標裝置棱鏡和連接處示意圖

收縮槽關于夾緊環(huán)中心軸對稱，夾緊螺母的內(nèi)螺紋孔形狀為錐形。該孔自上而下孔徑漸小，隨著旋轉(zhuǎn)螺母旋入的深度增加了抱緊力，外桿、花桿的材質(zhì)均為鋁合金。標桿由空心硬質(zhì)材料（鋁質(zhì)）制成，材料輕，整個裝置安裝快速簡便，攜帶方便。而且整個裝置能反復循環(huán)使用，符合環(huán)保理念。

由于標桿為自由升降，克服了遮擋物對覘標的遮擋，且突破了地理位置的限制，可用于電力高壓測量工作。觀測高度能根據(jù)需求確定，效果好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且低成本、精度高、重量輕、攜帶方便，保證了電力測量任務得以進行。

4 主要應用前景及發(fā)展趨勢

本覘標裝置目的在于提供一種升降式覘標單桿觀測裝置，擬解決因原有標桿長度固定的限制，覘標高度可根據(jù)工程現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)的，使觀測精度免受各種不穩(wěn)定因素的影響，對于一些超不過一些民用建筑物和很多植被的高度，易受檢測場地障礙物遮擋區(qū)域，實現(xiàn)測量工作的實施，給廣大測繪工作者的工作帶來諸多便利。

本覘標裝置在中國遼寧撫順四平－永陵66KV 送電線路測量項目中，共觀測了16 天，完成測平斷面圖37.7km。在遼寧撫順楊家-葦子峪66kV 線路改造工程，共觀測了10 天，完成測平斷面圖27.4km。在國宏普蘭店熱電廠-普蘭店220kV 輸電線路工程，共觀測了8 天，完成測平斷面圖14.3km。

此覘標裝置如果加以推廣應用，可以在測量送電平斷面圖時提高野外工作效率，減輕了測量技術人員的工作強度，提高了測量精度，推廣該覘標裝置在工程當中，會提高測繪專業(yè)技術水平，提高市場競爭力.不僅可提高測繪專業(yè)的設備利用水平，同時也可提高測繪全員的業(yè)務水平，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5 結(jié)語

現(xiàn)有特殊測量環(huán)境中，大多數(shù)測量作業(yè)地點都需要跨越一些高山，原始森林以及復雜城區(qū)，通視難度很大，而市場現(xiàn)有主流覘標無法提供更高的視野，因此如何對現(xiàn)有覘標支撐裝置進行結(jié)構(gòu)上的改良，以使其在具有高度差的地面仍然可以為測量提供穩(wěn)定的支持，成為亟待解決的問題，本項目在于提供一種新的覘標裝置，即一種特殊測量覘標裝置，可以解決現(xiàn)有覘標只能提供固定高度的問題，使其通過改良設計，為具有一定高差的作業(yè)地點也可以提供穩(wěn)定、準確的作業(yè)條件，保證測量的安全和精度。