RTK技术在在电力外电源测绘中的应用

2020-01-17严小龙

探索科学(学术版) 2019年8期

严小龙

中铁建电气化局集团南方工程有限公司湖北武汉 430074

随着铁路建设飞速发展,电气化率不断提高,外部电源需求不断增加。相比于铁路正线电力系统建设,外部电源建设更加困难,受制于地形、地方规划、人文等因素。因此,有必要对线路测绘技术进行研究,以减少这些因素的影响,提高外部电源线路施工效率。

1 RTK技术及现场情况简介

RTK载波相位差分技术,是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法,将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。随着卫星定位技术和网络RTK 技术的飞速发展,RTK 技术被广泛应用于各种控制测量、地形测图以及放样等领域[1]。本文就浩吉铁路项目电力外电源测绘对RTK技术的应用做出浅析。浩吉铁路五工区管段内共3条外电源线路,合计27亘长公里,且地形复杂、与地方规划交叉影响大,在工期紧张的情况下,提出运用RTK技术进行测绘,极大缩短了工期,为完成线路建设打下坚实基础。

2 传统测绘方式

电力外电源线路主要建设流程可分为：图纸审核、测量放样、线路施工、验收送电。每一个步骤环环相扣,而测量放样作为咽喉环节,承上启下,显得更加重要。

传统方式以全站仪进行测绘时,将全站仪架设到已知点(基站点),并进行调整;然后设置坐标方位,并行坐标复测,确认无误后进行测量工作。随后将棱镜架设到复测点位,进行坐标对比,完成后再进行放样测量,测定出点位后,打上木桩,作为下一个已知点。

以全站仪进行线路测量放样,需要满足光学通视,因此极易受恶劣天气及复杂地形地貌影响,导致无法进行测量。另外,由于通视的影响,全站仪有效测程基本为1公里左右,也大大降低了测绘工作的效率。

图1 全站仪测绘作业

3 RTK技术在测绘中的应用

针对RTK技术的优点,蒙华铁路外电源线路测绘启用了RTK 技术,并对取得的提高就其优缺点进行了分析。

3.1 RTK技术的优点

3.1.1 高精度在满足RTK的基本工作条件情况下,在5k m 左右的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级,并且不存在误差积累[2]。在实测过程中,对电杆档距、转角度数、高差进行了分析,距离误差可控在3c m 以下,保证了电力线路对建筑物等设施的水平安全距离以及对地安全距离。

图2 RTK测绘作业

3.1.2 高效率在大多数情况下,高质量的RTK设站一次即可测完5-10k m 半径的测区[2],大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的转移次数,仅需一人操作,每个放样点只需几分钟甚至几十秒,即可完成。另外,由于不受光学通视影响,只需要满足“电磁波通视和对空通视的要求”,因此和传统测量相比,RTK 技术作业受限制因素少,几乎可以全天候作业。

3.1.3 高自动化率 RTK内置专业软件可以自动实现测绘、坐标记录等功能,减少了人为误差,保证了作业精度。

3.2 RTK技术的缺点由于RTK技术基于GPS技术,因此容易受卫星状况、对空通视等影响。并且受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响,可能导致可靠度受影响,整体可靠性为95%-99%[2]。就实测情况分析,添加人为干预后,上述负面影响可大大降低,测量数据及放样误差均在正常范围内。

3.3 实例分析蒙华铁路作为电气化铁路,变配电所外部电源线路建设同样尤为重要。

受制因素：

1)设计方案较早,由于城市建设,导致部分路径需更改;2)原始路径与市政规划冲突,需更改路径;

3)原始路径范围存在无法拆除建筑物,需更改路径。

4)对地域不熟悉,重新选定线路路径难度大。

图3 浩吉铁路康佳外电源测绘过程示意图

实施过程：

在需要更改原始路径的情况下,重新选定线路面临着许多困难。于是想到用RTK技术来解决问题。首先参考原始设计方案以及市政规划图,初步确定线路走向,随后在关键位置设置节点,利用RTK 测出节点坐标,并进行草图绘制,然后实地考察,增加节点,将影响障碍全部避开。最后根据这些主要节点进行线路整体测量放样,并完成图纸绘制。蒙华项目五工区管段27公里外电源线路,仅用5天完成了路径更改并完成测量放样。