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【摘 要】 目前,在电力线路测量中我国开始广泛的应用单基站CORS系统,它具有其他系统不具备的精准定位,灵活性高等各种优势。本文重点分析了单基站CORS在电力线路测量中的应用,包括选线测量、定位、系统误差测量等,具有一定的理论指导意义。
【关键词】 单基站;CORS系统;电力线路;测量
一、前言
CORS系统应用成为了现阶段的发展热点,CORS系统作为城市、地区和国家信息化建设的重要组成部分,能更好的保证电力工程在进行电力线路测量时做到高效、精确,大大的促进了我国电力工程的发展。
二、单基站CORS系统在线路测量中的应用
在海南65公里高速公路测绘项目中应用了此次研究成果,GPS接收机接收两个基站的差分信息,并对两站交界处进行了必要的联测。对测区沿线内每个已知高等级控制点进行了基于GPRS网络单基站RTK(仪器手簿中加密设置计算好的转换参数)及四等水准测量,并有部分点位采用全站仪观测了相邻角度和距离,以检核RTK测量精度。
测量采用南方灵锐S82接收机测量,观测待定点之前机内精度指标预设为点位中误差±2.0mm,高程中误差为±3.0mm,观测时注意点位几何图形强度因子,观测时间为15秒。在宁波、佛山、陕西、山东、山西、吉林等跨省市测绘项目也得到很好应用,收到很好的经济效益和社会效益。虽然利用CORS系统的测量图根点和碎部点具有上述优点,但CORS系统所采集的各点均为独立观测,缺乏必要的检核条件。另外,由于多路径效应、信号漂移、载波相位整周未知数的存在、信号临时被遮挡等各种原因,有时会出现“飞点”现象,即屏幕上显示满足精度要求的双差固定解,而实际所测坐标值是错误的,有的差十几厘米,有的差到几米,有的差更大。因此在作业过程中对图根点的测量和对碎部点测量应按照要求进行一定数量的必要抽检和图面巡检。
1. CORS系统线路定线与定位
(1)选线:采用CORS系统测量方法进行。具体方法如下:线路起点的构架和终端由设计人员现场指定,并用CORS系统测点功能测量了其坐标和高程,记录到测量手簿的内存里。根据初勘的路径和设计人员的要求,将沿线路径方向的受控点,危险点测量出来并记录存储于测量手簿内,然后用设计方初定的转角坐标和已定的转角坐标建立直线,利用手簿上的COCO菜单功能计算危险点到直线的距离及重要交叉跨越的交角及设计人员所需要的数据等,根据计算结果逐段调整了线路的走向和转角位置,尤其是对跨越村庄和房屋的地方反复进行了调整,最终直到整条线路方案的成立。终点的构架由设计方提供变电所的总平面图放样得出。
(2)定线+断面:采用CORS系统测量方法同步进行。首先用选好的前后转角建立直线,然后利用CORS系统测量的放线功能放样出直线,进行了平断面测量和定线桩测量。其过程按照本工程的《工程测量勘测技术大纲》严格执行,尤其是在对排杆塔有影响的地方予以了仔细测量,并对不宜立塔的位置在平面图上予以了标注;线路通过果园、林带、农作物和经济作物时,实测了其边界,并注明了树种和高度。对10kV以上等级交叉跨越的线高,用全站仪按照一个测回测量了垂直角及计算线高。对中线或边线跨越杆塔顶部时,也施测了杆塔顶部高程;对左右杆不等高的跨越线路还测量了跨越线的左右边线线高;对跨越和接近房屋时,测量了房屋的平面位置和屋顶高。当更换基站时对上一站一、二个桩位进行了重复测量,两次测量的平面坐标点位较差和高程较差最大值分别为±0.020m和±0.019m,均小于±7厘米的精度要求。
(3)定位:采用CORS系统测量方法进行,利用设计方提供的杆塔定位图,打印出A3图幅的定位草图。在工地现场对照草图的预排杆塔位数据进行杆塔位的实际放样工作,由设计人员和地质人员在现场确认后,可以对排位数据进行调整,逐基采点,GPS自动记录点位信息。放样杆塔位的同时对现场断面危险点和交叉跨越点进行了检核,并根据塔位各塔腿高差以及设计要求测量塔基断面图。定位工作结束后将实测杆塔位标注到断面图上,检查高程,断面图上的高程和检测高程最大误差为±19cm,小于±30cm,满足《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》中6.2.6的有关要求。
2.电力线路施工中杆塔定位测量
所谓的杆塔定位测量,是线路的设计人员,在设计线路平端面图上,将设定好的线路杆塔位置放在选定的中心线上,并对其立杆塔位中心的工作。
采用CORS系统测量方法进行,将设计人员提供的全线线路的转角坐标数据通过测量软件导入到GPS的电子手簿中。在现场进行实地放样中,如是转角桩,就直接进行单点放样,若直线桩,利用前后两个转角点建线,再根据设计人员提供的直线档距确定直线杆塔位桩。
在输电线的工程中,首先要将塔位进行复测,假如有中心桩丢失的情况出现,则还要通过测量加以恢复。在整个电力线路施工测量中,应用CORS技术,可以更快速,更高效。
3. CORS測量系统误差
CORS系统的误差来源与常规RTK误差源基本相同,主要有三部分:与GPS卫星有关的误差(包括:卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应);与信号传播有关的误差(包括:电离层折射延迟、对流层折射误差以及多路径误差);与GPS接收机有关的误差(包括:收机钟差、接收机位置误差)。由于GPS以上的误差在空间和时间上具有极大相关性,GPS定位时都采用差分定位方法,该方法能够使用这些相关性来改善整个GPS系统的性能,可以减少或者消除卫星误差、接收机钟差和大气折射误差等。与单基站RTK不同的是,使用CORS系统时,CORS数据控制中心能够根据各个参考站的观测值,建立整个区域误差模型(如电离层折射误差模型、对流层折射误差模型和卫星轨道误差模型等),并将这些误差从观测数据中消除,加上CORS系统提供的载波相位差分改正信息是将多个参考站的观测资料进行有效的组合而求解得到的,所以在几百公里的距离内也能很快实现厘米级的定位,并且精度不随距离的增大而降低。
另外,RTK测量使用的是美国卫星,因此测量的数据为美国WGS-84坐标系统下数据,要将数据转换成当地坐标系的成果就必须进行坐标转换。平面坐标转换需要采集已知的高等级控制点,因等级控制点等级及精度不一致,导致作业成果因坐标转换造成较大误差。单基站RTK因控制点误差导致求解参数的不准确,可能产生2~3cm的RTK测量误差。而CORS系统采用的是获取本地区经纬度原始观测值,并且系统会将误差模型加入观测值进行改正得到各种坐标系下的精确坐标值,所以这样得到的参数也能较大地提高精度。单基站RTK大地高转换成正常高一般使用的是2-3个控制点求出该区域的高程异常值的平均值。CORS系统则是按高程拟合、大地水准面精化等方法求得区域高程,因此使用CORS系统可大大提高其测高的精度。
三、结束语
综上所述,通过对CORS在电力线路测量中的应用进行分析,CORS系统具有无可替代的优势,取代了传统RTK电台信号,克服了传输距离的限制,只要有手机信号的地方就可以接收到基准站差分信息。大大提高了电力工程的工作效率,降低了工作成本,还极大地减轻了测量人员的劳动强度。
参考文献:
[1]宋文华,郭增惠.CORS系统建设及其在土地测量中的应用[J].测绘技术装备,2011,(4):36-39.
[2]东海宇.CORS系统与传统RTK测量的优势对比分析[J].西部探矿工程,2012第6期.
[3]张正禄,李广云,潘国荣。工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.
[4]江新剑.电力线路施工测量方法研究[J].科技传播,2010,24.
[5]吴成浩,赵成福,李鹏等.电力线路施工测量新方法[J].电力建设,2011,28(9).
【关键词】 单基站;CORS系统;电力线路;测量
一、前言
CORS系统应用成为了现阶段的发展热点,CORS系统作为城市、地区和国家信息化建设的重要组成部分,能更好的保证电力工程在进行电力线路测量时做到高效、精确,大大的促进了我国电力工程的发展。
二、单基站CORS系统在线路测量中的应用
在海南65公里高速公路测绘项目中应用了此次研究成果,GPS接收机接收两个基站的差分信息,并对两站交界处进行了必要的联测。对测区沿线内每个已知高等级控制点进行了基于GPRS网络单基站RTK(仪器手簿中加密设置计算好的转换参数)及四等水准测量,并有部分点位采用全站仪观测了相邻角度和距离,以检核RTK测量精度。
测量采用南方灵锐S82接收机测量,观测待定点之前机内精度指标预设为点位中误差±2.0mm,高程中误差为±3.0mm,观测时注意点位几何图形强度因子,观测时间为15秒。在宁波、佛山、陕西、山东、山西、吉林等跨省市测绘项目也得到很好应用,收到很好的经济效益和社会效益。虽然利用CORS系统的测量图根点和碎部点具有上述优点,但CORS系统所采集的各点均为独立观测,缺乏必要的检核条件。另外,由于多路径效应、信号漂移、载波相位整周未知数的存在、信号临时被遮挡等各种原因,有时会出现“飞点”现象,即屏幕上显示满足精度要求的双差固定解,而实际所测坐标值是错误的,有的差十几厘米,有的差到几米,有的差更大。因此在作业过程中对图根点的测量和对碎部点测量应按照要求进行一定数量的必要抽检和图面巡检。
1. CORS系统线路定线与定位
(1)选线:采用CORS系统测量方法进行。具体方法如下:线路起点的构架和终端由设计人员现场指定,并用CORS系统测点功能测量了其坐标和高程,记录到测量手簿的内存里。根据初勘的路径和设计人员的要求,将沿线路径方向的受控点,危险点测量出来并记录存储于测量手簿内,然后用设计方初定的转角坐标和已定的转角坐标建立直线,利用手簿上的COCO菜单功能计算危险点到直线的距离及重要交叉跨越的交角及设计人员所需要的数据等,根据计算结果逐段调整了线路的走向和转角位置,尤其是对跨越村庄和房屋的地方反复进行了调整,最终直到整条线路方案的成立。终点的构架由设计方提供变电所的总平面图放样得出。
(2)定线+断面:采用CORS系统测量方法同步进行。首先用选好的前后转角建立直线,然后利用CORS系统测量的放线功能放样出直线,进行了平断面测量和定线桩测量。其过程按照本工程的《工程测量勘测技术大纲》严格执行,尤其是在对排杆塔有影响的地方予以了仔细测量,并对不宜立塔的位置在平面图上予以了标注;线路通过果园、林带、农作物和经济作物时,实测了其边界,并注明了树种和高度。对10kV以上等级交叉跨越的线高,用全站仪按照一个测回测量了垂直角及计算线高。对中线或边线跨越杆塔顶部时,也施测了杆塔顶部高程;对左右杆不等高的跨越线路还测量了跨越线的左右边线线高;对跨越和接近房屋时,测量了房屋的平面位置和屋顶高。当更换基站时对上一站一、二个桩位进行了重复测量,两次测量的平面坐标点位较差和高程较差最大值分别为±0.020m和±0.019m,均小于±7厘米的精度要求。
(3)定位:采用CORS系统测量方法进行,利用设计方提供的杆塔定位图,打印出A3图幅的定位草图。在工地现场对照草图的预排杆塔位数据进行杆塔位的实际放样工作,由设计人员和地质人员在现场确认后,可以对排位数据进行调整,逐基采点,GPS自动记录点位信息。放样杆塔位的同时对现场断面危险点和交叉跨越点进行了检核,并根据塔位各塔腿高差以及设计要求测量塔基断面图。定位工作结束后将实测杆塔位标注到断面图上,检查高程,断面图上的高程和检测高程最大误差为±19cm,小于±30cm,满足《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》中6.2.6的有关要求。
2.电力线路施工中杆塔定位测量
所谓的杆塔定位测量,是线路的设计人员,在设计线路平端面图上,将设定好的线路杆塔位置放在选定的中心线上,并对其立杆塔位中心的工作。
采用CORS系统测量方法进行,将设计人员提供的全线线路的转角坐标数据通过测量软件导入到GPS的电子手簿中。在现场进行实地放样中,如是转角桩,就直接进行单点放样,若直线桩,利用前后两个转角点建线,再根据设计人员提供的直线档距确定直线杆塔位桩。
在输电线的工程中,首先要将塔位进行复测,假如有中心桩丢失的情况出现,则还要通过测量加以恢复。在整个电力线路施工测量中,应用CORS技术,可以更快速,更高效。
3. CORS測量系统误差
CORS系统的误差来源与常规RTK误差源基本相同,主要有三部分:与GPS卫星有关的误差(包括:卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应);与信号传播有关的误差(包括:电离层折射延迟、对流层折射误差以及多路径误差);与GPS接收机有关的误差(包括:收机钟差、接收机位置误差)。由于GPS以上的误差在空间和时间上具有极大相关性,GPS定位时都采用差分定位方法,该方法能够使用这些相关性来改善整个GPS系统的性能,可以减少或者消除卫星误差、接收机钟差和大气折射误差等。与单基站RTK不同的是,使用CORS系统时,CORS数据控制中心能够根据各个参考站的观测值,建立整个区域误差模型(如电离层折射误差模型、对流层折射误差模型和卫星轨道误差模型等),并将这些误差从观测数据中消除,加上CORS系统提供的载波相位差分改正信息是将多个参考站的观测资料进行有效的组合而求解得到的,所以在几百公里的距离内也能很快实现厘米级的定位,并且精度不随距离的增大而降低。
另外,RTK测量使用的是美国卫星,因此测量的数据为美国WGS-84坐标系统下数据,要将数据转换成当地坐标系的成果就必须进行坐标转换。平面坐标转换需要采集已知的高等级控制点,因等级控制点等级及精度不一致,导致作业成果因坐标转换造成较大误差。单基站RTK因控制点误差导致求解参数的不准确,可能产生2~3cm的RTK测量误差。而CORS系统采用的是获取本地区经纬度原始观测值,并且系统会将误差模型加入观测值进行改正得到各种坐标系下的精确坐标值,所以这样得到的参数也能较大地提高精度。单基站RTK大地高转换成正常高一般使用的是2-3个控制点求出该区域的高程异常值的平均值。CORS系统则是按高程拟合、大地水准面精化等方法求得区域高程,因此使用CORS系统可大大提高其测高的精度。
三、结束语
综上所述,通过对CORS在电力线路测量中的应用进行分析,CORS系统具有无可替代的优势,取代了传统RTK电台信号,克服了传输距离的限制,只要有手机信号的地方就可以接收到基准站差分信息。大大提高了电力工程的工作效率,降低了工作成本,还极大地减轻了测量人员的劳动强度。
参考文献:
[1]宋文华,郭增惠.CORS系统建设及其在土地测量中的应用[J].测绘技术装备,2011,(4):36-39.
[2]东海宇.CORS系统与传统RTK测量的优势对比分析[J].西部探矿工程,2012第6期.
[3]张正禄,李广云,潘国荣。工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.
[4]江新剑.电力线路施工测量方法研究[J].科技传播,2010,24.
[5]吴成浩,赵成福,李鹏等.电力线路施工测量新方法[J].电力建设,2011,28(9).