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摘要：GPS RTK测量技术具有快捷、精确、操作简便等特点，特别是其定位、定线功能显示出了较大的优势，因此，被广泛的应用在高压电线路勘测中。本文通过在500kV某架空输电线的实际工作，取得了较好的效果。
关键词：GPS RTK；静态控制测量；工程测量；架空线路基站点
Abstract:The GPS RTK measurement technology is fast, accurate, simple operation and other characteristics, especially its location, fixed line function shows a greater advantage, therefore, is widely used in the high pressure electric line survey. In this paper, through practical work in an overhead transmission lines 500kV, achieved good results.
Keywords: GPS RTK; static control survey; engineering measurement; overhead line of base station
中图分类号：TQ639.2文献标识码：A 文章编码
1 实时动态（RTK）测量的基本特点
实时动态（RTK）测量系统主要由GPS接收设备、无线电数据传输系统（简称数据链）及支持实时动态差分的软件系统3个部分构成。具体作法是：在已知坐标的基准点上设置参考站，连续接收所有可见GPS卫星信号，并将测站坐标及观测数据通过无线电调制解调器（电台）实时地发送给流动站用户，一台或多台流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过流动站电台接收参考站传输来的数据，由软件系统根据相对定位的原理进行差分和平差处理，实时解算并显示出流动站的三维坐标及精度。
2 GPS-RTK在500KV某架空输电线工程测量中的应用
2.1 作业方法和过程
2.1.1 静态控制测量
控制测量的目的：1) 将基准点引到线行附近，便于GPS作业；2)求解转换参数，显示地方坐标；3)可直接使用RTK测量坐标所反算的桩间距离和高差。在终勘选线、定线和平断面测量之前，根据初步设计的线路走向每2~4 km(布设一个基准点局部地段可适当加密），采用静态或快速静态的模式进行测量，并在线路两端联测国家控制点。测量数据经配套软件SKI- Pro的后处理，其相对点位精度达到毫米级（最大点位误差为±3.2mm，基准点的平面、高程以及点位精度统计见表1。
表1、GPS静态测量精度统计表
2.1.2 RTK测量作业
以一台GPS作为参考站，用脚架设置在距离当前线行最近的基准点上，将另外两台设备组装在微型背包里作流动站测量。在本次测量工程中，对于怎样提高RTK选线、定线的外业工效，我们摸索出了3种作业模式：1) 实地选定了前视转角位置，先以两个流动站测量前后转角桩坐标，用这两个桩的测量坐标定义直线，然后两个流动站对向放样直线桩位（图a）；2)困难地段确定了前视方向，先以流动站测量后视转角桩和前视方向桩坐标，再用这两点的实测坐标定义直线，最后两个流动站都向前放样直线桩（图b）；3)非困难地段直接以后视转角的实测坐标和前視转角的概略坐标（量图）定义直线，由后向前放样桩位直至前视转角（图c）。
(a) (b)
(c)
图1 RTK直线放样示意图
2.2 确定架空线路的起算点或基站点
一般新建变电站或电厂都采用标准的国家坐标系，收集变电站或电厂两个以上控制点，并将控制点坐标转换到GPS手薄系统下的坐标，然后，用其中一个作为GPS．R11(的基站点，另一个作为校核点。如果线路附近没有收集到国家控制点，就需要在其它地方收集到两个以上的国家点，将其联测到线路附近，建一个新的基站点和一个校核点。类似于航测的GPS外控，只是不需要像航测那样做很多点，现在只需要做两个点，工作量小很多。
2.3 采用GPS-RTK进行架空线路测量工作
工作开始前，需架设基站，并用手薄启动基站：然后用GPS．RTK流动站测量校核点坐标，检查无误后可开始线路的测量工作。使用两台GPS流动站能大大地提高工作效率，同时，必须保证两个GPS手薄坐标系统的一致性。首先，一台流动站按1：5万数字化地图里取得的坐标找到第一个转角处，根据现场情况确定好塔位，并实测转角坐标，另一台流动站去第二个转角处，现场确定好塔位并实测坐标；然后，第二个转角处的测量人员把其测得的转角坐标告诉第一个转角处的测量人员，第一个转角处的测量人员将实测的第二个转角的坐标输入GPS手薄，可以建一条直线，根据此直线可定两转角间的直线桩，并测量之间的断面，一次性就完成了定线和断面测量的工作。
2.4 RTK放样测量
基准点的坐标采用静态作业模式测定，其相对点位精度较高。对于同一个耐张段内的各个直线桩位，可以采用不同的基准点设置参考站来进行放样测量，但在更换参考站后应重复测量上一个参考站放样的1、2个桩位，以防止粗差和错误的产生；而对不同的耐张段，更换参考站后可重新测量相邻转角桩的坐标。不同参考站两次放样同一点位之差应满足±7 cm精度要求，相同参考站两次放点之差应小于±5 cm。
为了方便后续工序的使用，困难地段应适当增加RTK放样桩位的密度，且每个桩位至少要与另一个桩位相互通视（两两通视），放样好的桩位应测量并记录其坐标。实际作业中，RTK定位的点位误差可以控制在±2～±5 cm内。由于RTK测量的高程精度往往比坐标精度指标低1倍，若点位精度为±5cm，其平面精度则优于±3 cm。当桩间距离为300 m左右时，坐标横向±3 cm误差能满足直线偏差小于±1的要求。当后视桩距较短时，不能将其作为无限延伸直线的基准，只能通过内插或适度延伸的方式来完成后续的测量作业。
3 GPS-RTK应用需要注意的几个问题
3.1 基准点的布设
不论是测图还是放样，基准站卫星信号接收状况的好坏和流动站之间的数据关联的畅通与否，将直接影响RTK 定位精度及收敛的快慢，同此选择合适的站点来安置基准站系统显然是最重要的，选择站点需要有以下几点。
（1）基准站的间距须考虑GPS 电台的功率和覆盖能力。
（2）基准站需远离大功率无线电发射源、高压输电线等强烈干扰卫星信号的物体。
（3）基准站GPS 天线与卫星之间应无（或少有）遮蔽物，最好的情况是对空开阔，以保证RTK 系统可接收到最多的可用卫星数量。
3.2 RTK测量成果的质量控制
RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95％，RTK比静态GPS还多出一些误差因素，和GPS 静态测量相比，RTK 测量更容易出错，必须进行质量控制。最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法检核该成果。
3.3 求解坐标转换参数
高压输电线路工程中，我们利用静态GPS 控制点成果求取“区域性”的转换参数，以适用于独立坐标系统。其区域性，理论上消弱了变形影响，提高了转换的可靠性。基准站的WGS—84坐标获得方法有两种：一是使用已有的静态数据，直接将控制点的WGS—84 输入手簿直接求取；二是使用上点采集的方式获取。
4 结语
在架空送电线路工程测量中使用RTK 功能，现场快速准确的提供测点坐标以协助终勘选线同样可以达到优化路径方案，减少拆迁量缩短线路长度节省工程投资的目的。通过GPSRTK 直线放样，不仅可以减少使用常规仪器的方法实现全线贯通的砍伐工作量，而且避免了对植被的破坏，有利于环境保护。
参考文献
[1] 宋秉红,杨明光. RTK技术在城市测量中的应用[J]. 测绘通报. 2005。
[2] 姜晨光,盖玉松,黄家兴. GPS RTK系统通讯效果的测试与研究[J]. 勘察科学技术. 2001。
关键词：GPS RTK；静态控制测量；工程测量；架空线路基站点
Abstract:The GPS RTK measurement technology is fast, accurate, simple operation and other characteristics, especially its location, fixed line function shows a greater advantage, therefore, is widely used in the high pressure electric line survey. In this paper, through practical work in an overhead transmission lines 500kV, achieved good results.
Keywords: GPS RTK; static control survey; engineering measurement; overhead line of base station
中图分类号：TQ639.2文献标识码：A 文章编码
1 实时动态（RTK）测量的基本特点
实时动态（RTK）测量系统主要由GPS接收设备、无线电数据传输系统（简称数据链）及支持实时动态差分的软件系统3个部分构成。具体作法是：在已知坐标的基准点上设置参考站，连续接收所有可见GPS卫星信号，并将测站坐标及观测数据通过无线电调制解调器（电台）实时地发送给流动站用户，一台或多台流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过流动站电台接收参考站传输来的数据，由软件系统根据相对定位的原理进行差分和平差处理，实时解算并显示出流动站的三维坐标及精度。
2 GPS-RTK在500KV某架空输电线工程测量中的应用
2.1 作业方法和过程
2.1.1 静态控制测量
控制测量的目的：1) 将基准点引到线行附近，便于GPS作业；2)求解转换参数，显示地方坐标；3)可直接使用RTK测量坐标所反算的桩间距离和高差。在终勘选线、定线和平断面测量之前，根据初步设计的线路走向每2~4 km(布设一个基准点局部地段可适当加密），采用静态或快速静态的模式进行测量，并在线路两端联测国家控制点。测量数据经配套软件SKI- Pro的后处理，其相对点位精度达到毫米级（最大点位误差为±3.2mm，基准点的平面、高程以及点位精度统计见表1。
表1、GPS静态测量精度统计表
2.1.2 RTK测量作业
以一台GPS作为参考站，用脚架设置在距离当前线行最近的基准点上，将另外两台设备组装在微型背包里作流动站测量。在本次测量工程中，对于怎样提高RTK选线、定线的外业工效，我们摸索出了3种作业模式：1) 实地选定了前视转角位置，先以两个流动站测量前后转角桩坐标，用这两个桩的测量坐标定义直线，然后两个流动站对向放样直线桩位（图a）；2)困难地段确定了前视方向，先以流动站测量后视转角桩和前视方向桩坐标，再用这两点的实测坐标定义直线，最后两个流动站都向前放样直线桩（图b）；3)非困难地段直接以后视转角的实测坐标和前視转角的概略坐标（量图）定义直线，由后向前放样桩位直至前视转角（图c）。
(a) (b)
(c)
图1 RTK直线放样示意图
2.2 确定架空线路的起算点或基站点
一般新建变电站或电厂都采用标准的国家坐标系，收集变电站或电厂两个以上控制点，并将控制点坐标转换到GPS手薄系统下的坐标，然后，用其中一个作为GPS．R11(的基站点，另一个作为校核点。如果线路附近没有收集到国家控制点，就需要在其它地方收集到两个以上的国家点，将其联测到线路附近，建一个新的基站点和一个校核点。类似于航测的GPS外控，只是不需要像航测那样做很多点，现在只需要做两个点，工作量小很多。
2.3 采用GPS-RTK进行架空线路测量工作
工作开始前，需架设基站，并用手薄启动基站：然后用GPS．RTK流动站测量校核点坐标，检查无误后可开始线路的测量工作。使用两台GPS流动站能大大地提高工作效率，同时，必须保证两个GPS手薄坐标系统的一致性。首先，一台流动站按1：5万数字化地图里取得的坐标找到第一个转角处，根据现场情况确定好塔位，并实测转角坐标，另一台流动站去第二个转角处，现场确定好塔位并实测坐标；然后，第二个转角处的测量人员把其测得的转角坐标告诉第一个转角处的测量人员，第一个转角处的测量人员将实测的第二个转角的坐标输入GPS手薄，可以建一条直线，根据此直线可定两转角间的直线桩，并测量之间的断面，一次性就完成了定线和断面测量的工作。
2.4 RTK放样测量
基准点的坐标采用静态作业模式测定，其相对点位精度较高。对于同一个耐张段内的各个直线桩位，可以采用不同的基准点设置参考站来进行放样测量，但在更换参考站后应重复测量上一个参考站放样的1、2个桩位，以防止粗差和错误的产生；而对不同的耐张段，更换参考站后可重新测量相邻转角桩的坐标。不同参考站两次放样同一点位之差应满足±7 cm精度要求，相同参考站两次放点之差应小于±5 cm。
为了方便后续工序的使用，困难地段应适当增加RTK放样桩位的密度，且每个桩位至少要与另一个桩位相互通视（两两通视），放样好的桩位应测量并记录其坐标。实际作业中，RTK定位的点位误差可以控制在±2～±5 cm内。由于RTK测量的高程精度往往比坐标精度指标低1倍，若点位精度为±5cm，其平面精度则优于±3 cm。当桩间距离为300 m左右时，坐标横向±3 cm误差能满足直线偏差小于±1的要求。当后视桩距较短时，不能将其作为无限延伸直线的基准，只能通过内插或适度延伸的方式来完成后续的测量作业。
3 GPS-RTK应用需要注意的几个问题
3.1 基准点的布设
不论是测图还是放样，基准站卫星信号接收状况的好坏和流动站之间的数据关联的畅通与否，将直接影响RTK 定位精度及收敛的快慢，同此选择合适的站点来安置基准站系统显然是最重要的，选择站点需要有以下几点。
（1）基准站的间距须考虑GPS 电台的功率和覆盖能力。
（2）基准站需远离大功率无线电发射源、高压输电线等强烈干扰卫星信号的物体。
（3）基准站GPS 天线与卫星之间应无（或少有）遮蔽物，最好的情况是对空开阔，以保证RTK 系统可接收到最多的可用卫星数量。
3.2 RTK测量成果的质量控制
RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95％，RTK比静态GPS还多出一些误差因素，和GPS 静态测量相比，RTK 测量更容易出错，必须进行质量控制。最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法检核该成果。
3.3 求解坐标转换参数
高压输电线路工程中，我们利用静态GPS 控制点成果求取“区域性”的转换参数，以适用于独立坐标系统。其区域性，理论上消弱了变形影响，提高了转换的可靠性。基准站的WGS—84坐标获得方法有两种：一是使用已有的静态数据，直接将控制点的WGS—84 输入手簿直接求取；二是使用上点采集的方式获取。
4 结语
在架空送电线路工程测量中使用RTK 功能，现场快速准确的提供测点坐标以协助终勘选线同样可以达到优化路径方案，减少拆迁量缩短线路长度节省工程投资的目的。通过GPSRTK 直线放样，不仅可以减少使用常规仪器的方法实现全线贯通的砍伐工作量，而且避免了对植被的破坏，有利于环境保护。
参考文献
[1] 宋秉红,杨明光. RTK技术在城市测量中的应用[J]. 测绘通报. 2005。
[2] 姜晨光,盖玉松,黄家兴. GPS RTK系统通讯效果的测试与研究[J]. 勘察科学技术. 2001。