对送电线路测量内外业一体化的探讨

对送电线路测量内外业一体化的探讨
李文辉
摘要：本文探讨了实现测量内外业一体化的流程和方法。
关键词：输电线路测量；GPS-RTK技术；内外业一体化；线路平断面；塔基平断断面
1. 引言
随着国家电力事业的大力发展，送电线路测量日益增多，研究先进的送电线路测量方法对提高测量成果质量和节约生产成本具有重要的现实意义。本文立足于线路测量的需要，探讨了在当前利用现有测量设备达到内外业一体化测量的流程和方法。
2. 一体化方案提出的背景
送电线路测量外业主要是线路的平断面测量和塔基平断面测量，内业主要是绘制塔基平断面图及目前常用的道亨软件生成的线路平断面图。
传统的作业模式是手工操作,外业数据为人工记录，内业强度大、容错性较低、人工干预多，自动化程度不高。随着电子全站仪的广泛应用、GPS-RTK技术的成熟及计算机技术的飞速发展，使内外业一体化测量成为可能。GPS-RTK或全站仪测量可以利用随机内存或电子手簿把野外测量数据自动记录下来，通过编制专业软件对外业数据传输、分析、检查、处理，从而形成数据采集、数据处理、图形绘制和编辑、成果输出的一体化。
3. GPS-RTK技术在测量内外业一体化中的应用
随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为测量提供了崭新的技术手段和方法。实时动态(RTK) 测量系统，是GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是GPS 测量技术中的一个新突破。
1）GPS-RTK作业原理
RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术，实施动态测量。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站的三维坐标及精度，具有高精度、高效益、高可靠性、高自动化的优点。
2）在工程组织中应优先考虑RTK作业
在明确送电线路勘测任务后，对收集的资料详细的研究制定一个初步的勘测计划。了解线路哪些部分适合RTK作业，圈出RTK盲点区域。充分考虑RTK测量作业的特点制定作业小组。对RTK盲区的作业的区域采用全站仪的常规测量方法作业。
3）做好GPS控制测量，方便RTK作业
线路控制网的布设很重要，控制点位置的好坏直接影响到RTK技术在线路的应用。考虑RTK的作业半径及线路的地形布设控制点。应尽量在线路附近，交通方便，地域开阔，地势较高的地区布设。山区控制点间距不宜超过5公里。对整个线路优化布设控制网，保证网的几何强度，提高网的可靠性指标。
4）线路测量中要尽可能采用全站仪配合RTK的作业模式，充分发挥RTK测量的先进功能
基站设好后，应先检测附近一个已知点，以检核RTK测量结果是否精确。实践表明，开始RTK测量的第一个成果检核很重要，如果忽略了这一步，可能造成整天的测量成果作废。通过检核可以发现很多问题，如输入的控制点坐标、坐标系统、设置参数有误，卫星状况不佳，太阳黑子爆发等。
作业中遇到高大林木区或RTK盲点，应在附近可使用RTK的地方增加辅助桩，以便全站仪的施测。
当天的工作结束时，应对第二天线路穿越的地形做一定的了解。如果预计第二天有RTK工作的盲区，应在线路前进方向附近选定合适的新的基准站,也可利用适合架站的塔位桩作为新的基准站。注意对新基准站的观测时间要长，卫星的几何分布要好，解算的精度要高。并做好基准站误差传递的控制。
最好在新的基准站附近做一个校检桩，以便对在新的基站设站的校核。
4）在塔基定位测量中RTK的应用
在塔基定位及塔基断面的测量中使用RTK作业，同样可达到高效、快速的效果。
在多植被的山区，用全站仪的常规方法分坑测量需要在各个断面方向砍伐植被来确保仪器到棱镜的通视，并且需至少两个人来配合作业。这样既浪费了时间，又占用了人力资源，还破坏了环境。RTK作业时在确定塔位后即刻就能对塔位分坑测量。测量作业需一人就可，若出现盲点，仅需在测点附近砍伐植被确保RTK正常作业。
在塔基断面的测量中对各个断面的施测是在塔基中心点的放样模式下完成的。计算的方位角是各个塔腿到塔基中心桩的方位角。
如果塔基区域出现RTK的盲点。可在塔基附近可使用RTK的区域增加辅助桩，以便全站仪的施测。
总之，在线路测量中，应优先考虑GPS-RTK技术的应用，尤其是在常规仪器（全站仪）不易操作的区域，发挥其快速、精确、灵活、方便的特点，
3. 一体化测量的流程及其解释
3.1　流程
根据送电线路测量的特点及目前使用的仪器，其内外业一体化如下图所示。

３.2 主要步骤
３.2.1 数据采集
1 )准备工作
使用RTK作业，设置好基准站、流动站后，应先校核一个已知点，确保设置无误后才能开始测量，RTK测量应采用整条线路的统一坐标系。
使用全站仪作业，应采用如右图示坐标系，即以
测站为原点，线路后视方向为X方向。这样在实际
测量作业中，通过全站仪自动计算测点 M 的X、Y
坐标,随时获得该点所处线路的位置。

2 )分类编码
针对电力线路终勘测量的任务、内容，应对所采集的每一
个数据采用编码区别，以便后期的数据处理。编码分类如下表：
常用数据编码表

3.2.2 原始数据处理
1 )数据传输
RTK经过传输生成线路统一坐标系的原始坐标文本文件。格式为
点号,X,Y,H,编码。
全站仪以LeicaTPS系列为例，由专门传输软件Leica Survey Office传输后缀为＂.idx＂格式的文件。
2 )格式转换
RTK和全站仪的外业测量数据分别经过数据格式转化程序处理后，生成RTK外业数据库和全站仪外业数据库，把原始的纯文本文件转化为便于浏览、修改、管理的原始外业数据库。
RTK数据库以坐标模式，全站仪数据库以边角模式存储外业原始数据。
3 )数据提取
根据编码通过分类提取程序导出RTK数据库或全站仪数据库的塔基断面数据和线路断面数据。
3.2.3 数据处理
1 )线路平断面数据处理
在线路平断面数据处理程序中，需按线路方向输入线路转角杆塔桩号。系统自动计算出数据的累距、偏距、高程、转角,并按累距排序生成绘制平断面的道亨SLCAD的＂.org＂格式文件和杆塔位成果表。
2 )塔基平断面数据处理
塔基断面数据处理程序既可批量生成也可单个生成塔基的平断面展绘数据。
3.2.4 绘制平断面
1 )打开AutoCAD软件，展绘生成的塔基数据文件，自动绘制塔基断面，手工绘塔基平面图。
2 )打开道亨软件，加载生成的＂.org＂文件，应用道亨软件编辑线路平断面图。
4. 注意事项
4.1 使用RTK或全站仪作业时要注意人工输入项，尤其是天线高、或棱镜高的改变，必要时做些记录。这直接影响着数据的精度。
4.2 数据编码是内外业一体化的关键，所以数据格式转换后要注意检查数据的编码。
4.3 外业测量时，应手工绘制塔基平面和线路断面的草图。
5. 结语
在送电线路测量中,充分挖掘RTK、全站仪数字化性能，发挥其电脑化、自动化、信息化功能，结合本文探讨的内外业一体化测量系统使测量的数据采集、数据处理、成果输出实现其大部自动化，减少了人工外业记录、内业检查、录入等人为环节，降低了人为误差，提高了劳动效率，使作业质量有较大的提升，也为送电线路GIS的建立提供了基础数据。

参考文献
1、杨晓明、王军德、时东玉编著．数字化测图（内外业一体化），测绘出版社，２００１
2、贺丽娟、曹振一．数字化测绘技术在工程测量中的应用，西北水电，２００２．３
3、李智祥、张勇、马海涛．RTK技术在线路测量中的应用，河南科技，2006.9