浅谈如何提高GPS线路复测效率

摘要：大部分高压输电线路都设计在高山大岭上，高山大岭限制了经纬仪、全站仪的使用，为复测找桩增加了难度。随着科技的发展，GPS逐渐应用到线路测量中。但伴随着社会电力需求量的快速增长，现在的GPS线路复测效率已经渐渐不能满足社会需求，因此提高GPS线路的复测效率成为当前急需解决的问题。

关键词：GPS；线路复测效率；RTK；高压输电线路；复测找桩 文献标识码：A

中图分类号：P258 文章编号：1009-2374（2015）32-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.012

1 GPS在线路复测中的应用

由于经济的发展与土地资源的珍贵，青苗赔偿难度大，现大部分高压输电线路都设计在高山大岭上。高山大岭中限制了经纬仪、全站仪的使用，为复测找桩增加了难度。随着科技的发展，GPS渐渐应用到线路测量中，GPS的使用主要应用到RTK技术：RTK（Real Time Kinematic）即实时动态测量，它实现的是实时全球定位，又称载波相位动态实时差分技术。它能够实时提供测站点在指点坐标系中的三维定位坐标，并达到厘米级精度。RTK系统通过基准站将接收到的卫星信号通过无线通信网实时发给用户，用户接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合结算，求得基准站和流动站间坐标增量（基线向量）。使用RTK-GPS技术对线路进行复测与传统的全站仪经纬仪相比较具有显著的优势，不受通视的限制、测量距离远、速度快、精度高、操作简便、节省人力，能有效提高测量速度、测量精度和生产效率。

2 GPS应用存在的问题

运用GPS复测是输电线路工程施工的第一步，根据以往复测出现的状况，结合本设备的特点和已有硬件设施，从信号强度、路径优化、操作繁简程度等具体问题分析得到造成当前GPS复测效率偏低的主要原因有三点：（1）对于所复测线路路径、地形不熟悉，所以造成新线路复测在路径的选择和桩位位置判断上出现误差，会存在走错路等现象，也就延长了工作时间；（2）高山大岭中地形崎岖怪异，常常会形成一定范围的信号覆盖盲区，加上电台功率有限，离基站超出一定范围会出现信号“弱”甚至“无”的状况；（3）基站的架设需要有可用的控制点，并且超出基站信号覆盖范围会没有信号，因此也就需要频繁移动基站。

3 提高GPS线路复测效率的方法及操作要点

3.1 使用Google Earth等地图辅助软件

Google Earth拥有大量可提供用户添加的地标、航迹、KML地图、地貌景观图像，共同组成了一个巨大的多维地理信息库，而且还在不断改进和更新高分辨率卫星图片，使我们在复测中能获得更多的实用地理信息。通过把线路的点展放到软件上，我们可以较为清楚地了解各桩位周边的一些情况，例如植被怎么样、海拔高度多少、有没有路通往桩位、如何走到山脚、从山的哪一边上去找桩路最近等，可以事先进行规划，如图可以清楚知道桩位具体的位置、桩位之间山脉连接的情况，数据准确，从而分析出行最佳走路线，制定计划路线。

操作：将桩位坐标（西安80、北京54等）转换成文本格式运用传输软件传入手薄，再运用测量软件导入至手簿生成测量文件，进行参数求解，得到良好的参数后将目标文件生成报告（选择Google Earth KML file的报告模板），得到KML格式的位置文件后导出手簿，再运用谷歌地球等地图软件打开KML格式的位置文件生成桩位路径图。

图1

3.2 CORS模式与基站配合使用

图2

CORS系统（连续运行参考站系统）建立在GPS硬件等技术平台之上。它将尖端科技领域的卫星定位技术和地理信息技术、通信技术和先进的软件开发技术有机地结合在一起，为用户提供了全新、透明、可视、实时的测量服务。根据系统功能的要求，本系统的GPS硬件由如下单元组成：GPS基站、电源系统、用户系统。整个系统的原理图如图2所示。

CORS模式与基站配合使用能取长补短，有效地解决了信号差的问题，不需要再频繁使用、移动基站，能够因地制宜，适应各种环境下的复测工作，并且也能节省下更多的人力、物力、财力。

操作一：使用网络信号连接GPS接收机。CORS模式是通过各地建立的基准站网通过Internet连续不断向数据控制中心传输观测数据，并按照RTCM的格式通过NTRIP协议发送给流动站。所以设置CORS模式首先得通过NTRIP协议获得当地的账号密码，获取到账号密码后需要设置IP跟连接端口（如广东IP 59.41.181.34端口 2101）并选择接入点连接。CORS模式的设置还需要更改流动站接收机的配置文件，将流动站设置为网络流动站，调解调器设置为Windows联网，拨号连接设置为当前Internet，这样才能通过WIFI信号或手机信号连接到端口，从而连接账号密码。

操作二：基站当流动站设置CORS模式采集基站点数据。我们先在任一点摆设好基准站，尽量离已知点近和地形开阔的地方，用CORS模式把基准站的接收机当流动站连接成功待有固定解，直接用GPS的数据采集功能采集基站的坐标。

操作三：重新连接基站与流动站。在不动基准站的情况下断开CORS连接模式，重新以基站模式连接基准站与流动站，连接成功后待有固定解就可以实施定位作业。

操作四：电台模式与CORS模式切换使用。这样可以使得在测量工程中可以使电台基站模式所求参数与CORS模式所求参数在同一测量文件，使得电台模式与CORS模式相互转换。由于CORS模式有一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，所以数据连接不受距离的限制，可以达到10km以上的数据链接。

3.3 自主建立模拟CORS站

CORS的建立可以大大提高复测工作的速度和效率，降低复测成本和劳动强度。但由于CORS技术的发展历程短，在国内并未普及，只有少数省份有建设CORS站供民用，很大程度限制了CORS的使用。但建设CORS站所需人力、物力、财力比较大，企业一般很难承受，因此，自主建设模拟CORS站自主使用能体现出很大的价值。并且自主建立的模拟CORS站，仅受到转换关系控制范围的影响，信号并不受距离限制，相当于普通电话通信，也就是说，假如求得的转换关系可以控制25km，那么模拟CORS站的使用范围就能有25km，有手机信号的地方就能收到信号。

操作一：连接通信网络。跟直接使用CORS模式相似，首先将基站接收机连接WIFI或是插入电话卡，使其连接上Internet，流动站也使用同样的方法连接上Internet。

操作二：设置接收机配置。通过手簿找到接收机型号，设置基站和流动站的类型为网络，即：网络基站、网络流动站。最关键的是获取连接地址和端口（可通过测绘局或仪器购买厂家获得）并输入，特别需要注意基站跟流动站的端口不能相同，并选择修正就能完成设置。

操作三：连接使用。设置完接收机配置可以开始连接基站跟流动站，连接方法跟常规连接一样，但连接的选项必须选择网络基站和网络流动站。

图3

3.4 校正参数

连接好流动站可以使用电台模式或CORS模式到线路已知的三个以上点进行参数校正，运用测量软件的控制点功能进行点的控制，然后对整个文件进行求解校准求得好的参数。如果平面坐标误差控制不在±5毫米，比例因子在1±0.0001时，可以根据求解校正文件中每个控制点误差的大小，选择三个误差小的控制点，保证平面坐标误差控制在±5毫米，比例因子在1±0.0001范围内。在参数校正的同时可以进行桩位数据的采集，采集数据会根据参数的变化而变化，当地形或树木等原因影响到电台信号时直接可以转换CORS模式进行数据采集。不受电台发射功率和距离等影响，无需受基站的工作状态影响。

4 结语

此复测技术已经在多个项目得到运用，如220kV新山至信发、220kV鹏民线和500kV台核一标等输电线路工程中都取得了良好的效果。

运用谷歌地球选取最佳的路径大大减少了行径路线，节省了找桩时间，从而提高复测效率。在电台无信号时，我们运用CORS模式基站代替GPS本身的基站，使用CORS模式设备更精简、更操作简单，对于无基站信号的地方则可以通过CORS弥补不足，通过自建模拟CORS站则可以测得更远，并且可以多台流动站同时使用，大大提高了工作效率，保证了复测的准确性，让送电线路工程建设更具保障性，复测周期将大大缩短，将促进整体工作加速开展，使工程能更快更安全地投产。

作者简介：单子谦（1981-），男，广东广州人，中国能源建设集团广东火电工程有限公司助理工程师，研究方向：电力建设工程施工管理。

（责任编辑：周 琼）