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摘要：本文首先对GPS定位系统的发展背景和发展历程进行了简要的阐述，了解了GPS定位系统在社会各个领域中所占据的地位。以RTK定位为重点，全面介绍了RTK定位的工作原理和各项组成。
关键词：GPS-RTK 电力测量 输电线路 定线
中图分类号：TM726
我国目前仍有3500万人口未用上电。这就是说，一切由电带来或产生的文明，诸如最起码的电灯、电视，他们都无法利用和享受到，电力发展应该让他们同样享受到这些文化。再者，很大部分用上电的人也因电力消费水平不高，而不能完全利用和享受到电力带来的文化成果，诸如计算机、网络等。电力发展将改变这种文化缺失，极大地提高人们的文化水平，从而让人们可以选择和享受到更多样、更精彩的文化生活。电力本身体现的是科学文化，由于电力对社会与自然产生的巨大影响和作用，对人们旧有的文化观念产生了无可估量的冲击，改变了一些旧的文化观念，形成了一些新的文化观念。随着电力应用于各个领域，新的文化观念不断产生，如电化教育，实现了远程教学，改变了几千年来在同一时空条件下进行教学的观念。
预计2020年，中国全社会用电量将达到4.6万亿千瓦时左右，需要装机容量约10亿千瓦。这意味着未来15年间，我国年均新增装机超过3300万千瓦，年均用电增长达到1600亿千瓦时。目前，中国电网跨区输电主要依靠500kV交流和±500kV直流，在提高输送能力方面受到技术、环保、土地资源等多方面的制约。要实现大规模的电力输送，不断满足持续增长的电力需求，亟须加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的坚强国家电网。建设特高压电网，是一项复杂的系统工程，为我国制造行业的重大装备技术升级提供了工程依托和市场需求，可带动材料、控制、电子等领域的技术进步，进一步提高相关行业的研究、开发、设计、实验和施工水平。将特高压电网工程纳入国家重大装备国产化规划，作为国家重大装备依托工程，对于提高我国电力及相关行业的整体技术水平和综合竞争实力至关重要。
现代GPS性能好，精度高，是迄今最好的导航定位系统。GPS技术应用于测量有测点间无通视要求、选点方便、可大量减少建造高标节省造标费用、可全天观测、观测时间短、数据处理速度快、成果精度高等优点，其全面建成和发展，将导致测绘行业一场深刻的技术革命，对电力测量具有重要的意义。
1、GPS控制测量
1.1 资料仪器的准备
首先要收到測区范围内的1：50000地形图若干、黑白航片（包括相控片、刺点片）。仪器主要有莱卡GPS1230接收机4台，GPS500接收机2台、莱卡TC702全站仪1台，三脚架和棱镜杆若干。本次共出动测量组人员9人，司机3人。由于采用E级GPS控制测量，要求观测量至少有L1或L2载波喜相位，同步观测接收机数≥2。在进行作业前，必须进行仪器的检验和维护。一般GPS接收机会送去省测绘局质量检查站进行年检，在作业期间还应对天线和基座的圆水准器、光学对中器、天线高量尺至少一个月检校一次[1]。
1.2 GPS控制测量准则
B、C、D、E级GPS精度要求如下表1-1：
本次工程测量所采用的都是双频GPS接收机，结合实际用途只是为了500kV的架空电力线路建设，所以本次工程采用的是E级GPS控制网。
1.3 GPS控制点选点
选点人员在进行实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，还应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象、地质及大地点等情况[2]。 我们已有测区的航片图，所以交通情况在图上可以很好的反映出来，这样就方便我们进行图上预布点。由于输电线路主要是采用带状航片图，所以点一般布设在线路中心线的两侧大约500米处呈对状，每对之间大约3-5公里，整体呈三角网形状。下面给出部分GPS控制点的布设示意图1-1：
图1-1 GPS控制点分布图
点位H0105本来预选在靠图片右一点的位置，但由于地处交通不便和树林茂密的大山中，故将点移到如图所示的位置（实际地形在山边远处的田埂上）。由于每条航带都必须布点均匀，还有就是在两条航带交接的地方出一定要布设控制点，所以将H0201和H0202布设在如上图所示的地方，其它航带以此类推。
1.4 GPS数据后期处理
按全球定位系统（GPS）测量规范规定，A、B级GPS网基线数据处理应采用高精度数据处理专用的软件，C、D、E级GPS网基线解算可采用随接收机配备的商用软件。数据处理软件应经有关部门的试验鉴定并经业务部门批准方能使用。由于本项目所用的接收机都是莱卡的，故采用的是莱卡的LEICA Geosystems7.0 GPS处理软件来处理数据。
1.5 数据结果
以上所有点的标准差都在1CM之内，由于一对点的间距至少为3KM以上，每对点之间间距大约1KM左右，相对基线边长中误差≤1/100000，满足工程变形1/40000的要求。
2、RTK放样测量
在进行完控制测量后，会将所得的控制点数据和调绘片、刺点片提供给北京洛斯达公司进行后期处理。电力线路设计人员会根据处理好的横断面图进行排杆设计，而勘测人员需要做的是把杆位在实地放样出来和测定关键性的特征点以保证横断面图的精确性[3-7]。一般采取RTK放样的方式。
RTK放样只需2台GPS接收机和2个电台装置。一般用其中一台架设在外控点上，输入此点的WGS-1984坐标，把测量模式调为“参考模式”[8-10]，再连接好电台即可发射信号。同理把另一台GPS接收机模式设为“实时动态”，选好坐标转换关系（由所有外控点的WGS-1984和对应的1954年北京坐标通过基准投影转换所得），连接好对应的电台即可接收到参考站的信号。流动站通过接收到参考站信号和本身的GPS卫星信号即可获取当前点的准确位置[11-16]。 3 结论
通过本次工程实践，GPS在电力线路测量中，用GPS来做电力线路的平面控制网，有着巨大的优势，比起传统测量有着无需造标，无需通视，实施时间短，精度高等特点。但GPS测量控制网在高程控制上还存在一些问题，比如用GPS做高程拟合内插联测的已知高程点数要求比较多，还有就是一般适合中小区域，地势比较平坦的地区。
RTK特别适合于进行如电力线线路放样，其特点表现在以下几个方面：
（1）点位放样：RTK实时地提供导航数据，不仅可以使你快速的找到点位，而且还能提供定位精度，并可进行采点。
（2） 直线定位：直线定位最常用于电杆定位放样。Stake to line 测量显示出的定线导航数据能使你快速上线，一旦到达待定直线，便出现便可存储点位坐标，直至完成。
（3）曲線放样：先设定好曲线，如圆曲线或缓和曲线参数，中线、边线等，导航数据将使你快速引导上线。由于快速RTK 用于放样，无需对讲机传递导航数据和方向，靠流动站的导航画面，就能让你轻松上点、上线；并且仅需一个人就能完成放样工作，极大的提高了工作效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.全球定位系统（GPS）测量规范.2009
[2]张正碌.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.
[3]张瑜.提高GPS实时定位精度的方法研究[J].全球定位系统，2000，8 （7）：33-35.
[4]杨润书.GPS网和地面网的联合布设及混合平差[J].地矿测绘，1998，15（4）：23-25
[5]卓健成.工程控制测量建网理论[M].成都：西南交通大学出版社，1996.
[6]邓晓嘉. 附有不等式约束平差方法的研究与应用[D].长沙：中南大学，2006.
[7]C.K.Liew（1976） inequality constrained least-squares estimation JASA
71，746-751.
[8]王广运，郭秉义，李洪涛.差分GPS定位技术与应用[M].成都：电子工业出版社，1996.
[9]Schaffrin B，Zielinski J B，Designing a covariane matrix for GPS Baseline Measurement，Manuscripta.1989.14：19-27.
[10]Lecia.Axyz/STM/MTM Manual[M].1997.
[11]闫志刚.GPS RTK作业模式原理及实用技术[J].四川测绘， 2001，16（9）：56-58.
[12]Lecia.Axyz/Mathematics for Users[M].1997
[13]李全信.关于城市与工程测量中若干问题的探讨[J].勘测科学技术，1997，23（8）：76-78.
[14] Loukas G.Arvanitis；Balaji Ramachandran；Daniel P.Brackett；Hesham Abd-El Rasol；Xuesong Du. Multiresource inventories incorporating GIS， GPS and database management systems： a conceptual model.
[15]姚连璧， 沈云中. 桥梁施工检测方法[J].现代测绘，2004，25（5）：102-105.
[16]谢世杰，奚有根.RTK的特点与误差分析[J].测绘工程.2002，32 （7）：67-72.
关键词：GPS-RTK 电力测量 输电线路 定线
中图分类号：TM726
我国目前仍有3500万人口未用上电。这就是说，一切由电带来或产生的文明，诸如最起码的电灯、电视，他们都无法利用和享受到，电力发展应该让他们同样享受到这些文化。再者，很大部分用上电的人也因电力消费水平不高，而不能完全利用和享受到电力带来的文化成果，诸如计算机、网络等。电力发展将改变这种文化缺失，极大地提高人们的文化水平，从而让人们可以选择和享受到更多样、更精彩的文化生活。电力本身体现的是科学文化，由于电力对社会与自然产生的巨大影响和作用，对人们旧有的文化观念产生了无可估量的冲击，改变了一些旧的文化观念，形成了一些新的文化观念。随着电力应用于各个领域，新的文化观念不断产生，如电化教育，实现了远程教学，改变了几千年来在同一时空条件下进行教学的观念。
预计2020年，中国全社会用电量将达到4.6万亿千瓦时左右，需要装机容量约10亿千瓦。这意味着未来15年间，我国年均新增装机超过3300万千瓦，年均用电增长达到1600亿千瓦时。目前，中国电网跨区输电主要依靠500kV交流和±500kV直流，在提高输送能力方面受到技术、环保、土地资源等多方面的制约。要实现大规模的电力输送，不断满足持续增长的电力需求，亟须加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的坚强国家电网。建设特高压电网，是一项复杂的系统工程，为我国制造行业的重大装备技术升级提供了工程依托和市场需求，可带动材料、控制、电子等领域的技术进步，进一步提高相关行业的研究、开发、设计、实验和施工水平。将特高压电网工程纳入国家重大装备国产化规划，作为国家重大装备依托工程，对于提高我国电力及相关行业的整体技术水平和综合竞争实力至关重要。
现代GPS性能好，精度高，是迄今最好的导航定位系统。GPS技术应用于测量有测点间无通视要求、选点方便、可大量减少建造高标节省造标费用、可全天观测、观测时间短、数据处理速度快、成果精度高等优点，其全面建成和发展，将导致测绘行业一场深刻的技术革命，对电力测量具有重要的意义。
1、GPS控制测量
1.1 资料仪器的准备
首先要收到測区范围内的1：50000地形图若干、黑白航片（包括相控片、刺点片）。仪器主要有莱卡GPS1230接收机4台，GPS500接收机2台、莱卡TC702全站仪1台，三脚架和棱镜杆若干。本次共出动测量组人员9人，司机3人。由于采用E级GPS控制测量，要求观测量至少有L1或L2载波喜相位，同步观测接收机数≥2。在进行作业前，必须进行仪器的检验和维护。一般GPS接收机会送去省测绘局质量检查站进行年检，在作业期间还应对天线和基座的圆水准器、光学对中器、天线高量尺至少一个月检校一次[1]。
1.2 GPS控制测量准则
B、C、D、E级GPS精度要求如下表1-1：
本次工程测量所采用的都是双频GPS接收机，结合实际用途只是为了500kV的架空电力线路建设，所以本次工程采用的是E级GPS控制网。
1.3 GPS控制点选点
选点人员在进行实地选点前，应收集有关布网任务与测区的资料，还应充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象、地质及大地点等情况[2]。 我们已有测区的航片图，所以交通情况在图上可以很好的反映出来，这样就方便我们进行图上预布点。由于输电线路主要是采用带状航片图，所以点一般布设在线路中心线的两侧大约500米处呈对状，每对之间大约3-5公里，整体呈三角网形状。下面给出部分GPS控制点的布设示意图1-1：
图1-1 GPS控制点分布图
点位H0105本来预选在靠图片右一点的位置，但由于地处交通不便和树林茂密的大山中，故将点移到如图所示的位置（实际地形在山边远处的田埂上）。由于每条航带都必须布点均匀，还有就是在两条航带交接的地方出一定要布设控制点，所以将H0201和H0202布设在如上图所示的地方，其它航带以此类推。
1.4 GPS数据后期处理
按全球定位系统（GPS）测量规范规定，A、B级GPS网基线数据处理应采用高精度数据处理专用的软件，C、D、E级GPS网基线解算可采用随接收机配备的商用软件。数据处理软件应经有关部门的试验鉴定并经业务部门批准方能使用。由于本项目所用的接收机都是莱卡的，故采用的是莱卡的LEICA Geosystems7.0 GPS处理软件来处理数据。
1.5 数据结果
以上所有点的标准差都在1CM之内，由于一对点的间距至少为3KM以上，每对点之间间距大约1KM左右，相对基线边长中误差≤1/100000，满足工程变形1/40000的要求。
2、RTK放样测量
在进行完控制测量后，会将所得的控制点数据和调绘片、刺点片提供给北京洛斯达公司进行后期处理。电力线路设计人员会根据处理好的横断面图进行排杆设计，而勘测人员需要做的是把杆位在实地放样出来和测定关键性的特征点以保证横断面图的精确性[3-7]。一般采取RTK放样的方式。
RTK放样只需2台GPS接收机和2个电台装置。一般用其中一台架设在外控点上，输入此点的WGS-1984坐标，把测量模式调为“参考模式”[8-10]，再连接好电台即可发射信号。同理把另一台GPS接收机模式设为“实时动态”，选好坐标转换关系（由所有外控点的WGS-1984和对应的1954年北京坐标通过基准投影转换所得），连接好对应的电台即可接收到参考站的信号。流动站通过接收到参考站信号和本身的GPS卫星信号即可获取当前点的准确位置[11-16]。 3 结论
通过本次工程实践，GPS在电力线路测量中，用GPS来做电力线路的平面控制网，有着巨大的优势，比起传统测量有着无需造标，无需通视，实施时间短，精度高等特点。但GPS测量控制网在高程控制上还存在一些问题，比如用GPS做高程拟合内插联测的已知高程点数要求比较多，还有就是一般适合中小区域，地势比较平坦的地区。
RTK特别适合于进行如电力线线路放样，其特点表现在以下几个方面：
（1）点位放样：RTK实时地提供导航数据，不仅可以使你快速的找到点位，而且还能提供定位精度，并可进行采点。
（2） 直线定位：直线定位最常用于电杆定位放样。Stake to line 测量显示出的定线导航数据能使你快速上线，一旦到达待定直线，便出现便可存储点位坐标，直至完成。
（3）曲線放样：先设定好曲线，如圆曲线或缓和曲线参数，中线、边线等，导航数据将使你快速引导上线。由于快速RTK 用于放样，无需对讲机传递导航数据和方向，靠流动站的导航画面，就能让你轻松上点、上线；并且仅需一个人就能完成放样工作，极大的提高了工作效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.全球定位系统（GPS）测量规范.2009
[2]张正碌.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.
[3]张瑜.提高GPS实时定位精度的方法研究[J].全球定位系统，2000，8 （7）：33-35.
[4]杨润书.GPS网和地面网的联合布设及混合平差[J].地矿测绘，1998，15（4）：23-25
[5]卓健成.工程控制测量建网理论[M].成都：西南交通大学出版社，1996.
[6]邓晓嘉. 附有不等式约束平差方法的研究与应用[D].长沙：中南大学，2006.
[7]C.K.Liew（1976） inequality constrained least-squares estimation JASA
71，746-751.
[8]王广运，郭秉义，李洪涛.差分GPS定位技术与应用[M].成都：电子工业出版社，1996.
[9]Schaffrin B，Zielinski J B，Designing a covariane matrix for GPS Baseline Measurement，Manuscripta.1989.14：19-27.
[10]Lecia.Axyz/STM/MTM Manual[M].1997.
[11]闫志刚.GPS RTK作业模式原理及实用技术[J].四川测绘， 2001，16（9）：56-58.
[12]Lecia.Axyz/Mathematics for Users[M].1997
[13]李全信.关于城市与工程测量中若干问题的探讨[J].勘测科学技术，1997，23（8）：76-78.
[14] Loukas G.Arvanitis；Balaji Ramachandran；Daniel P.Brackett；Hesham Abd-El Rasol；Xuesong Du. Multiresource inventories incorporating GIS， GPS and database management systems： a conceptual model.
[15]姚连璧， 沈云中. 桥梁施工检测方法[J].现代测绘，2004，25（5）：102-105.
[16]谢世杰，奚有根.RTK的特点与误差分析[J].测绘工程.2002，32 （7）：67-72.