gps-rtk原理及其在輸配電線路測量中的應(yīng)用

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1、GPS-RTK原理及其在輸配電線路測量中的應(yīng)用摘要：文章簡述了全球定位系統(tǒng)（gps）的基本結(jié)構(gòu)和gps－rtk技術(shù)的測量原理，介紹了gps的優(yōu)缺點(diǎn)及gps在輸配電線路測量中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：gps－rtk；輸配電線路；測量全球定位系統(tǒng)gps是美國陸?？杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間，因其具有自動化程度高、觀測速度快、定位精度高、經(jīng)濟(jì)效益顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。利用gps技術(shù)不僅可以建立各種精密的城市控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)，而且gps技術(shù)還具有經(jīng)緯儀、全站儀等傳統(tǒng)方法不能實(shí)現(xiàn)的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。同時gps－rtk技術(shù)具有實(shí)時厘

2、米級的定位精度，目前已在電力、水利、道路、林業(yè)和勘界測量等領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。而將gps－rtk技術(shù)應(yīng)用于輸電線路測量中，特別是定線、測距、高程測量、斷面測量以及桿塔定位測量等工作，可以大大提高工作效率和勘測精度。1gps簡介（1）gps空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道平面的傾角為55°，衛(wèi)星的平均高度為20200km，運(yùn)行周期為11h58min。衛(wèi)星用l波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號。導(dǎo)航定位信號中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個動態(tài)的已知點(diǎn)。（2）gps地面監(jiān)控站主要

3、由分布在全球的1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站組成。主控站根據(jù)各監(jiān)測站對gps衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，計算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲器中。（3）gps用戶設(shè)備由gps接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計算機(jī)）等組成，gps接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對信號進(jìn)行交換、放大和處理，再通過計算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出gps接收機(jī)中心（測站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。2gps－rtk技術(shù)gps－rtk技術(shù)是以載波相位觀測值為根

4、據(jù)的實(shí)時差分gps（gps－rtk）技術(shù)。實(shí)時動態(tài)定位（rtk）系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站和流動站組成的，進(jìn)行rtk定位時，需要基準(zhǔn)站和流動站之間的配合。首先，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈，將其觀測值和測站已知數(shù)據(jù)一起傳送給流動站；然后流動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，同時再采集gps觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，整個過程歷時不到1s。rtk定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的實(shí)時處理，而建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時動態(tài)測量的保證。gps－rtk技術(shù)其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺接收機(jī)作為參考站，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，

5、流動站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)相對定位的原理實(shí)時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和測量精度。這樣，用戶就可以實(shí)時監(jiān)測待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀測時間，從而減少多余的觀測，提高工作效率。3gps－rtk技術(shù)應(yīng)用于工程測量的優(yōu)缺點(diǎn)3.1gps－rtk技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)第一，gps測量可以精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，可以提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，其高程精度已達(dá)到四等水準(zhǔn)測量的要求。第二，測量時間短，進(jìn)行g(shù)ps測量時，動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘就可以了，而靜態(tài)相對定位雖然所需時間多一些，但也最

6、多超不過20min。隨著gps測量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，時間還會進(jìn)一步縮短。第三，儀器操作簡單，目前觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動觀測和記錄。第四，測站間無需通視，gps測量使得選點(diǎn)工作更加靈活方便，它可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位，不需要測站間相互通視。第五，無時間限制，gps測量可以實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)。它可以在任何地點(diǎn)、任意時間連續(xù)進(jìn)行觀測，它具有分布均勻，衛(wèi)星點(diǎn)數(shù)目多的特點(diǎn)，且它一般不受天氣狀況影響，可以在任意時間段觀測。3.2gps－rtk技術(shù)的缺點(diǎn)gps－rtk技術(shù)有以下缺點(diǎn)：①測量結(jié)果會受到衛(wèi)星可見度的影響；②

7、外界干擾也可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響；③需要有合適的電力供應(yīng)（電源）等。4gps－rtk技術(shù)在輸電線路測量中的應(yīng)用4.1應(yīng)用于選線測量影響線路走徑的因素很多，必須遵循一些基本原則，如盡量少拆房屋；避開重要的建筑；避開地質(zhì)條件不好的內(nèi)澇區(qū)、礦區(qū)等地區(qū)；按規(guī)劃部門、鐵路、公路部門的要求跨越鐵路、公路；與通訊光纜、一、二級通訊線的交叉角要符合電信部門的要求等。因此，線路走徑的優(yōu)化設(shè)計越來越重要，合理、經(jīng)濟(jì)的路徑方案能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。線路路徑方案優(yōu)化設(shè)計可以通過航測資料、高分辨率的衛(wèi)片等手段來實(shí)現(xiàn)，但在一般輸配電線路工程中并無這些資料。利用gps－rtk技術(shù)

8、并參照收集的地形圖可以實(shí)現(xiàn)選線及路徑優(yōu)