GPS-RTK道理及其在输配电线路测量中的应用.doc

GPS-RTK原理及其在输配电线路测量中的应用 摘 要：文章简述了全球定位系统（gps）的基本结构和gps－rtk技术的测量原理，介绍了gps的优缺点及gps在输配电线路测量中的应用。 关键词：gps－rtk；输配电线路；测量 全球定位系统gps是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间，因其具有自动化程度高、观测速度快、定位精度高、经济效益显著等诸多优点而被广泛应用。 利用gps技术不仅可以建立各种精密的城市控制网和工程控制网，而且gps技术还具有经纬仪、全站仪等传统方法不能实现的功能和应用领域。同时gps－rtk技术具有实时厘米级的定位精度，目前已在电力、水利、道路、林业和勘界测量等领域得到了很好的应用。而将gps－rtk技术应用于输电线路测量中，特别是定线、测距、高程测量、断面测量以及杆塔定位测量等工作，可以大大提高工作效率和勘测精度。 1 gps简介 （1）gps空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h58 min。卫星用l波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。 （2）gps地面监控站主要由分布在全球的1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。主控站根据各监测站对gps卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。 （3）gps用户设备由gps接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成，gps接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出gps接收机中心（测站点）的三维坐标。 2 gps－rtk技术 gps－rtk技术是以载波相位观测值为根据的实时差分gps（gps－rtk）技术。实时动态定位（rtk）系统是由基准站和流动站组成的，进行rtk定位时，需要基准站和流动站之间的配合。首先，基准站通过数据链，将其观测值和测站已知数据一起传送给流动站；然后流动站通过数据链接收来自基准站的数据，同时再采集gps观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，整个过程历时不到1 s。rtk定位技术实现的关键在于数据的传输和数据的实时处理，而建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。 gps－rtk技术其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样，用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少多余的观测，提高工作效率。 3 gps－rtk技术应用于工程测量的优缺点 3.1 gps－rtk技术的优点 第一，gps测量可以精确测定测站点的三维坐标，可以提供较为准确的数据，其高程精度已达到四等水准测量的要求。 第二，测量时间短，进行gps测量时，动态相对定位仅需几秒钟就可以了，而静态相对定位虽然所需时间多一些，但也 最多超不过20 min。随着gps测量技术的不断完善，软件的不断更新，时间还会进一步缩短。 第三，仪器操作简单，目前观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。 第四，测站间无需通视，gps测量使得选点工作更加灵活方便，它可根据实际需要确定点位，不需要测站间相互通视。 第五，无时间限制，gps测量可以实现全天候作业。它可以在任何地点、任意时间连续进行观测，它具有分布均匀，卫星点数目多的特点，且它一般不受天气状况影响，可以在任意时间段观测。 3.2 gps－rtk技术的缺点 gps－rtk技术有以下缺点：①测量结果会受到卫星可见度的影响；②外界干扰也可能对测量结果产生影响；③需要有合适的电力供应（电源）等。 4 gps－rtk技术在输电线路测量中的应用 4.1 应用于选线测量 影响线路走径的因素很多，必须遵循一些基本原则，如尽量少拆房屋；避开重要的建筑；避开地质条件不好的内涝区、矿区等地区；按规划部门、铁路、公路部门的要求跨越铁路、公路；与通讯光缆、一、二级通讯线的交叉角要符合电信部门的要求等。因此，线路走径的优化设计越来越重要，合理、经济的路径方案能带来一定的经济效益和社会效益。线路路径方案优化设计可以通过航测资料、高分辨率的卫片等手段来实现，但在