對(duì)送電線路測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的探討
對(duì)送電線路測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的探討
李文輝
摘要：本文探討了實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的流程和方法。
關(guān)鍵詞：輸電線路測(cè)量；GPS-RTK技術(shù)；內(nèi)外業(yè)一體化；線路平斷面；塔基平斷斷面
1. 引言
隨著國(guó)家電力事業(yè)的大力發(fā)展，送電線路測(cè)量日益增多， 研究先進(jìn)的送電線路測(cè)量方法對(duì)提高測(cè)量成果質(zhì)量和節(jié)約生產(chǎn)成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文立足于線路測(cè)量的需要，探討了在當(dāng)前利用現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備達(dá)到內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)量的流程和方法。
2. 一體化方案提出的背景
送電線路測(cè)量外業(yè)主要是線路的平斷面測(cè)量和塔基平斷面測(cè)量，內(nèi)業(yè)主要是繪制塔基平斷面圖及目前常用的道亨軟件生成的線路平斷面圖。
傳統(tǒng)的作業(yè)模式是手工操作,外業(yè)數(shù)據(jù)為人工記錄，內(nèi)業(yè)強(qiáng)度大、容錯(cuò)性較低、人工干預(yù)多，自動(dòng)化程度不高。隨著電子全站儀的廣泛應(yīng)用、GPS-RTK技術(shù)的成熟及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)量成為可能。GPS-RTK或全站儀測(cè)量可以利用隨機(jī)內(nèi)存或電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來(lái)，通過(guò)編制專業(yè)軟件對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)傳輸、分析、檢查、處理，從而形成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形繪制和編輯、成果輸出的一體化。
3. GPS-RTK技術(shù)在測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化中的應(yīng)用
隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測(cè)繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為測(cè)量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK) 測(cè)量系統(tǒng)，是GPS 測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS 測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。
1）GPS-RTK作業(yè)原理
RTK定位技術(shù)是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS定位技術(shù)，實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)量。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)通過(guò)輸入的相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù)，實(shí)時(shí)得到流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度，具有高精度、高效益、高可靠性、高自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。
2）在工程組織中應(yīng)優(yōu)先考慮RTK作業(yè)
在明確送電線路勘測(cè)任務(wù)后，對(duì)收集的資料詳細(xì)的研究制定一個(gè)初步的勘測(cè)計(jì)劃。了解線路哪些部分適合RTK作業(yè)，圈出RTK盲點(diǎn)區(qū)域。充分考慮RTK測(cè)量作業(yè)的特點(diǎn)制定作業(yè)小組。對(duì)RTK盲區(qū)的作業(yè)的區(qū)域采用全站儀的常規(guī)測(cè)量方法作業(yè)。
3）做好GPS控制測(cè)量，方便RTK作業(yè)
線路控制網(wǎng)的布設(shè)很重要，控制點(diǎn)位置的好壞直接影響到RTK技術(shù)在線路的應(yīng)用。考慮RTK的作業(yè)半徑及線路的地形布設(shè)控制點(diǎn)。應(yīng)盡量在線路附近，交通方便，地域開(kāi)闊，地勢(shì)較高的地區(qū)布設(shè)。山區(qū)控制點(diǎn)間距不宜超過(guò)5公里。對(duì)整個(gè)線路優(yōu)化布設(shè)控制網(wǎng)，保證網(wǎng)的幾何強(qiáng)度，提高網(wǎng)的可靠性指標(biāo)。
4）線路測(cè)量中要盡可能采用全站儀配合RTK的作業(yè)模式，充分發(fā)揮RTK測(cè)量的先進(jìn)功能
基站設(shè)好后，應(yīng)先檢測(cè)附近一個(gè)已知點(diǎn)，以檢核RTK測(cè)量結(jié)果是否精確。實(shí)踐表明，開(kāi)始RTK測(cè)量的第一個(gè)成果檢核很重要，如果忽略了這一步，可能造成整天的測(cè)量成果作廢。通過(guò)檢核可以發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，如輸入的控制點(diǎn)坐標(biāo)、坐標(biāo)系統(tǒng)、設(shè)置參數(shù)有誤，衛(wèi)星狀況不佳，太陽(yáng)黑子爆發(fā)等。
作業(yè)中遇到高大林木區(qū)或RTK盲點(diǎn)，應(yīng)在附近可使用RTK的地方增加輔助樁，以便全站儀的施測(cè)。
當(dāng)天的工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)對(duì)第二天線路穿越的地形做一定的了解。如果預(yù)計(jì)第二天有RTK工作的盲區(qū)，應(yīng)在線路前進(jìn)方向附近選定合適的新的基準(zhǔn)站,也可利用適合架站的塔位樁作為新的基準(zhǔn)站。注意對(duì)新基準(zhǔn)站的觀測(cè)時(shí)間要長(zhǎng)，衛(wèi)星的幾何分布要好，解算的精度要高。并做好基準(zhǔn)站誤差傳遞的控制。
最好在新的基準(zhǔn)站附近做一個(gè)校檢樁，以便對(duì)在新的基站設(shè)站的校核。
4）在塔基定位測(cè)量中RTK的應(yīng)用
在塔基定位及塔基斷面的測(cè)量中使用RTK作業(yè)，同樣可達(dá)到高效、快速的效果。
在多植被的山區(qū)，用全站儀的常規(guī)方法分坑測(cè)量需要在各個(gè)斷面方向砍伐植被來(lái)確保儀器到棱鏡的通視，并且需至少兩個(gè)人來(lái)配合作業(yè)。這樣既浪費(fèi)了時(shí)間，又占用了人力資源，還破壞了環(huán)境。RTK作業(yè)時(shí)在確定塔位后即刻就能對(duì)塔位分坑測(cè)量。測(cè)量作業(yè)需一人就可，若出現(xiàn)盲點(diǎn)，僅需在測(cè)點(diǎn)附近砍伐植被確保RTK正常作業(yè)。
在塔基斷面的測(cè)量中對(duì)各個(gè)斷面的施測(cè)是在塔基中心點(diǎn)的放樣模式下完成的。計(jì)算的方位角是各個(gè)塔腿到塔基中心樁的方位角。
如果塔基區(qū)域出現(xiàn)RTK的盲點(diǎn)�？稍谒浇墒褂肦TK的區(qū)域增加輔助樁，以便全站儀的施測(cè)。
總之，在線路測(cè)量中，應(yīng)優(yōu)先考慮GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在常規(guī)儀器（全站儀）不易操作的區(qū)域，發(fā)揮其快速、精確、靈活、方便的特點(diǎn)，
3. 一體化測(cè)量的流程及其解釋
3.1 流程
根據(jù)送電線路測(cè)量的特點(diǎn)及目前使用的儀器，其內(nèi)外業(yè)一體化如下圖所示。
３.2 主要步驟
３.2.1 數(shù)據(jù)采集
1 )準(zhǔn)備工作
使用RTK作業(yè)，設(shè)置好基準(zhǔn)站、流動(dòng)站后，應(yīng)先校核一個(gè)已知點(diǎn)，確保設(shè)置無(wú)誤后才能開(kāi)始測(cè)量，RTK測(cè)量應(yīng)采用整條線路的統(tǒng)一坐標(biāo)系。
使用全站儀作業(yè)，應(yīng)采用如右圖示坐標(biāo)系，即以
測(cè)站為原點(diǎn)，線路后視方向?yàn)閄方向。這樣在實(shí)際
測(cè)量作業(yè)中，通過(guò)全站儀自動(dòng)計(jì)算測(cè)點(diǎn) M 的X、Y
坐標(biāo),隨時(shí)獲得該點(diǎn)所處線路的位置。
2 )分類編碼
針對(duì)電力線路終勘測(cè)量的任務(wù)、內(nèi)容，應(yīng)對(duì)所采集的每一
個(gè)數(shù)據(jù)采用編碼區(qū)別，以便后期的數(shù)據(jù)處理。編碼分類如下表：
常用數(shù)據(jù)編碼表
3.2.2 原始數(shù)據(jù)處理
1 )數(shù)據(jù)傳輸
RTK經(jīng)過(guò)傳輸生成線路統(tǒng)一坐標(biāo)系的原始坐標(biāo)文本文件。格式為
點(diǎn)號(hào),X,Y,H,編碼 。
全站儀以LeicaTPS系列為例，由專門(mén)傳輸軟件Leica Survey Office傳輸后綴為＂.idx＂格式的文件。
2 )格式轉(zhuǎn)換
RTK和全站儀的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)分別經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化程序處理后，生成RTK外業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和全站儀外業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，把原始的純文本文件轉(zhuǎn)化為便于瀏覽、修改、管理的原始外業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。
RTK數(shù)據(jù)庫(kù)以坐標(biāo)模式，全站儀數(shù)據(jù)庫(kù)以邊角模式存儲(chǔ)外業(yè)原始數(shù)據(jù)。
3 )數(shù)據(jù)提取
根據(jù)編碼通過(guò)分類提取程序?qū)С鯮TK數(shù)據(jù)庫(kù)或全站儀數(shù)據(jù)庫(kù)的塔基斷面數(shù)據(jù)和線路斷面數(shù)據(jù)。
3.2.3 數(shù)據(jù)處理
1 )線路平斷面數(shù)據(jù)處理
在線路平斷面數(shù)據(jù)處理程序中，需按線路方向輸入線路轉(zhuǎn)角桿塔樁號(hào)。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出數(shù)據(jù)的累距、偏距、高程、轉(zhuǎn)角,并按累距排序生成繪制平斷面的道亨SLCAD的＂.org＂格式文件和桿塔位成果表。
2 )塔基平斷面數(shù)據(jù)處理
塔基斷面數(shù)據(jù)處理程序既可批量生成也可單個(gè)生成塔基的平斷面展繪數(shù)據(jù)。
3.2.4 繪制平斷面
1 )打開(kāi)AutoCAD軟件，展繪生成的塔基數(shù)據(jù)文件，自動(dòng)繪制塔基斷面，手工繪塔基平面圖。
2 )打開(kāi)道亨軟件，加載生成的＂.org＂文件，應(yīng)用道亨軟件編輯線路平斷面圖。
4. 注意事項(xiàng)
4.1 使用RTK或全站儀作業(yè)時(shí)要注意人工輸入項(xiàng)，尤其是天線高、或棱鏡高的改變，必要時(shí)做些記錄。這直接影響著數(shù)據(jù)的精度。
4.2 數(shù)據(jù)編碼是內(nèi)外業(yè)一體化的關(guān)鍵，所以數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后要注意檢查數(shù)據(jù)的編碼。
4.3 外業(yè)測(cè)量時(shí)，應(yīng)手工繪制塔基平面和線路斷面的草圖。
5. 結(jié)語(yǔ)
在送電線路測(cè)量中,充分挖掘RTK、全站儀數(shù)字化性能，發(fā)揮其電腦化、自動(dòng)化、信息化功能，結(jié)合本文探討的內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)量系統(tǒng)使測(cè)量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、成果輸出實(shí)現(xiàn)其大部自動(dòng)化，減少了人工外業(yè)記錄、內(nèi)業(yè)檢查、錄入等人為環(huán)節(jié)，降低了人為誤差，提高了勞動(dòng)效率，使作業(yè)質(zhì)量有較大的提升，也為送電線路GIS的建立提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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