关于山区输电线路测量的几点思考与探讨.docx
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关于山区输电线路测量的几点思考与探讨
关于山区输电线路测量的几点思考与探讨
[摘要]文章分析山区输电线路测量现状,对提高效率的作业模式和思路进行探讨。
[关键词]输电线路测量;RTK测量;无棱镜测量;内外业一体化;线路平断面;塔基平断面
[作者简介]李异,广西电力工业勘察设计研究院测绘助理工程师,广西南宁,530031
[中图分类号]TM726[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2008)04-0154-0003
引言
随着近几年国家电力的大力发展,国家大电网的形成,送电线大跨越工程建设必将与电力工程建设项目不断增加而与日俱增。
相对平原的输电线路,山区的输电线路的测量又有很多的特点和困难。
如何提高在多山区的输电线路的勘测工作的效率值得探讨和研究,也具有重要的现实意义。
一、山区输电线路测量现状
笔者通过一段时间的工程实践,对山区的输电线路有了一定的了解。
以兴平―丹阳220KV输电线路为例:
本线路位于桂西地区,全长96KM,平地仅约9KM,全线大部分为高山峻岭,地形复杂险要,树木丛生,勘测难度很大。
影响效率的原因主要有以下几个方面:
(一)山区地势险峻,行路艰难
桂西地区山岭连绵,山区广大,山高谷深,沟壑纵横,岩溶广布,山水险奇。
岩溶地形十分复杂的,兴平―丹阳的线路所跨地区属峰丛―圆洼地类型。
其特点是石山非常高大,石峰成丛分布。
山谷底部形成一个个大小不等的圆洼地,有的山谷圆洼地成蜂窝状分布,属典型的喀斯特地形。
线路附近除了G210国道穿过,多数区域不能通车,通往山上基本没有路。
山上植被茂盛,杂草丛生,地势高低不平,测设人员只能边开路边艰难行走、攀爬,等到达预设塔位时,已消耗了很多体力,占用了很多宝贵时间。
所以山区的复杂地形、交通不便,是影响勘测工作效率的主要原因。
(二)山区地形复杂,定线、定位困难
在地形复杂的山区,定线及定位测量时同样步履艰辛。
特殊的喀斯特山形、地质地貌也不便于塔基的设计。
往往是爬上山,因地质、地貌、地形不好,又改线的事情常有发生,既增加了工程的成本,也降低了工作效率。
(三)山区气候独特,不利于外业勘测
桂西地区地处广西西北角、云贵高原的南麓,属中、南亚热带季风气候。
山区温度较低,气候独特。
高山区云雾密度大,气候反复无常,降雨丰富。
若勘测施工时正是雨季,对外业勘测工作的安排极为不利。
二、几种提高效率的作业模式
在目前的现实条件下,我们无法改变非人为困难,只能通过科学合理的组织、优化作业设计、简化作业流程来提高工作效率,降低工作强度。
(一)充分发挥RTK技术的主导作用
随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,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。
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。
所以在工程中应充分发挥RTK技术的主导作用。
1.在工程组织中应考虑RTK技术的主导作用
在明确线路勘测任务后,对收集的资料详细的研究制订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盲区采用全站仪的常规测量方法作业。
2.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。
3.定线测量中采用全站仪配合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.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。
5.充分应用RTK的导航、计算等功能
RTK的导航功能可在无基站的情况下,快速地定位,迅速判定所处的位置,这在山区中显得尤为重要。
RTK手簿也可进行一些常用的工程计算。
主要包括已知方向上定点、交会、偏距线、偏距点、转角计算、计算面积等坐标几何功能;及尺度调整、坐标平移、坐标旋转、角度调整以及罗盘法则、点对点反算、点对线反算、点对折线反算、点对多点的反算和点对点/坐标的反算等功能。
总之,RTK测量技术还有很大发展空间,功能强大,操作简单。
在测量作业中尽量使用RTK能快速定位,精确测量,减少误差传递,提高工作效率,也减少了对树木的砍伐,保护了环境。
(二)实践性的应用无棱镜测量技术
1.无棱镜测量原理
无棱镜测距又叫无接触测距,指的是全站仪发射的光束经自然表面反射后,直接测距。
无棱镜测距可以使作业强度大大降低,而且提高工作效率和工作速度。
无棱镜反射全站仪测距的基本原理是在全站仪的测距头中,安装两个光路同轴的发射管:
一种是IR(InfraRed)测距方式,可以发射利用棱镜和反射片进行测距的红外光束;另一种是RL(RedLaser)方式,可发射可见的红色激光束,这种激光无需棱镜和反射片便可进行测距。
两种测量模式可以通过仪器键盘上的操作来控制内部光路实现相互转换。
由此引起的不同常数改正会有系统自动修正后对测量结果进行改正。
两种方法均为相位法测距原理。
相位法测距采用很细的测量光束就可以完成测量,很细的激光束使得相邻非常近的两个点也能被准确地测量出来。
因此,有棱镜测距和无棱镜测距具有几乎相等的测距精度。
2.实践性的应用无棱镜全站仪
山区中地形复杂,地势险峻、荆棘丛生。
爬山占用了大部分时间,消耗了很多的体力。
而成熟地使用无棱镜测量技术可大大降低劳动强度,极大地提高劳动效率。
无棱镜测量技术虽然有多方面的优越性能和先进性能,但不是万能的,特别对野外各种不同的观测条件,仪器不可能改变它,也不可能完全适应。
因此,作业人员应充分了解此新技术的特性,采取必要的措施,扬长避短,以便更好地发挥先进技术设备的优势,取得良好的观测成果。
应当有选择使用无棱镜测量技术。
在线路重要的区域、重要的环节,使用常规有棱镜测量或RTK测量作业;譬如塔位中心桩的测量,一些危险的受控点、风偏点,一些重要的交叉跨越点、线等不仅不能使用无棱镜测量技术,还要严格执行相应的测量规范,不能遗漏,还要保证数据的精度。
无棱镜测量要在适合的地方使用。
如通视条件好,反射介质好的地方。
反射面裸露的测点高程,如岩石,房屋、公路等视线可及的地形、地物点,并结合有棱镜测量使用,增加校核条件,分析精度,控制误差。
建议使用拓普康GPT-3000N/LN系列型号的无棱镜全站仪。
笔者曾在江浙一带的地形测绘中使用GPT-3002LN仪器应用无棱镜测量技术取得了很好效果。
拓普康独特的小型光学系统脉冲激光技术使得在无棱镜模式下仅使用1级安全激光,极大降低了对人眼的伤害。
仪器操作简捷,精度可靠,性价比较高。
其无棱镜模式下的一些测距技术指标:
测程:
在低亮度且无阳光照射目标为1.5m~1200m测距精度:
1.5m~250m±(10mm)m.s.e;25m以上±(5mm)m.s.e完全能够满足山区线路测量的需求。
在高压输电线路测量中,推广应用这一技术。
结合有棱镜测量使用无棱镜技术。
掌握无棱镜全站仪在山区的测量实际精度指标差,摸索出一套适合山区、适合输电线路的无棱镜测量经验,对山区的线路工程无疑有着巨大的意义。
(三)推进测量内外业一体化进程
全站仪或RTK测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来,通过接口设备传输到计算机,对外业数据分析、检查、处理,形成一个从野外到室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统,实现内外业一体化。
针对输电线路勘测工程而言,其数据处理流程相对简单一些,如图1所示:
1.应用RTK先进技术实现自动化测量
RTK作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大。
RTK可胜任各种测绘内、外业。
流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差。
数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机通讯,很好地实现了外业的自动化测量。
2.挖掘全站仪电脑化、自动化功能实现自动化测量
全站仪自问世以来,经历了20多年的发展,全站仪的功能不断增强、完善,已基本实现了电脑化、自动化、信息化、网络化。
测量也可以凭借全站仪完全实现无纸化、自动化,减少人工外业纪录、内业检查、录入等人为环节,降低人为误差,提高劳动效率,使作业质量进一步提升。
3.提高测量内外业一体化程度
就线路测量而言,目前外业的测量数据按仪器分主要是全站仪数据和RTK数据,按任务功能分主要是线路的断面数据和塔基断面的数据。
外业作业时应考虑内业数据的自动处理,对外业测量数据进行分类编码采集以便内业的数据分类、整理、处理,以便内外业一体化作业。
结语
总之,高压输电线路勘测工程既是富于挑战、充满智慧的工程,又是一项劳动强度大的体力工程。
如何提高山区线路的作业效率和降低劳动强度是需要深入思考和探讨的。
以上是笔者在工作中得出的几点体会。
[参考文献]
[1]龚有良.无反射棱镜测量方法在土地测量中的应用[J].现代测绘,2002,
(1).
[2]李智祥,张勇,马海涛.RTK技术在线路测量中的应用[J].河南科技,2006,(9).
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