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1、 龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目：GPS-RTK技术在高压输电线（蒙西线）路中的应用 专 业： 测绘工程 班 级： 2011级测绘工程1班 学 号： 姓 名： 指导教师： 职称： 讲师 资源工程学院资源工程学院 测绘工程专业【摘要】随着国家电网的飞速发展，对线路设计勘测阶段的技术要求也越来越严格。而GPS作为自动化高、观测速度快、定位精度高的测量仪器,在电力设计测量中扮演者重要角色。本文结合蒙西-天津南1000KV特高压输电线路工程，利用GPS-RTK定位技术在1000KV特高压线路控制网中的静态测量、动态测量等技术并对其成果进行精度分析，结合线路测量实施规范，从而得到满足特高压精度要求的
2、勘测成果。最后运用对比法进行其成果精度综合分析，从而总结出一套适合特高压线路GPS-RTK定位的测量模式。并有助于国家电网对高压线路设计勘测技术的发展。【关键词】特高压输电线路；蒙西线；静态测量；动态测量；精度分析目录1.引言31.1 GPS-RTK技术在高压（1000kv）输电线路中的应用背景31.2 GPS-RTK技术在高压（1000kv）输电线路应用中的意义31.3 GPS-RTK技术在高压输电线路应用中的国内外研究现状31.4研究内容32.GPS-RTK技术在蒙西线（1000KV）中的应用前期设计方案42.1蒙西线设计要求42.1.1测区简介42.1.2布网等级要求与资料收集52.1.
3、3技术标准52.2蒙西线包（5）测区控制点静态设计方案62.3蒙西线包（5）测区动态设计方案63.GPS-RTK技术在蒙西线（1000KV）中的静态测量应用63.1 GPS控制网布设及静态测量63.1.1GPS控制网布设63.1.2静态测量73.2数据处理73.3精度分析84.GPS-RTK技术在蒙西线（1000KV）中的动态测量应用94.1坐标参数的转换94.2 GPS对蒙西线路具体技术流程94.2.1杆塔GPS定位测量94.2.2杆塔GPS定线测量104.2.3杆塔塔基地形测量104.2.4线路断面测量114.3 GPS-RTK技术在实施时所需注意的问题124.4动态测量所测成果精度分析1
4、24.4.1精度分析方案124.4.2精度分析实施内容124.4.3精度分析总结145.总结与未来展望145.1总结145.2未来展望15致谢语15参考文献16 181.引言1.1 GPS-RTK技术在高压（1000kv）输电线路中的应用背景在20世纪90年代的中后期，高压输电线慢慢发展起来，在1000KV的高压输电线以上等电能输送，慢慢地认识到了高压输电线路有较多优点，可将最远送电距离延长3倍，同时消耗的能量远比500KV线路的低，同时可节省55%的土地资源等。这但是在设计测量过程中，普遍用的是水准仪、经纬仪和全站仪。在初测选线阶段，控制网布，设利用经纬仪和水准仪进行控制网测量，高差、水平角
5、、垂直角。运用闭合误差进行分配，最后算出各控制点坐标和高程。在定位阶段利用全站仪测断面、定位、定线。这过程操作复杂、耗时久、工作量大、计算复杂，所得的精度较低。由于线路基本在山上，丛林较多，对全站仪的观测造成较大阻碍。总体来说比较难适应高压输电线路的发展。为了加快高压输电线路的发展，改善测量工作中的各种不足。GPS-RTK技术能够一一解决这些缺点，操作方便、速度快、效率高、无需通视，能够实时提供坐标、高程和点位精度，无需计算1。 也不会产生误的积累，测量精度高。总体说明GPS-RTK技术是高压输电线路应用中的重要角色。1.2 GPS-RTK技术在高压（1000kv）输电线路应用中的意义近年来，
6、为适应我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高对电力的旺盛需求。我国电网建设规模和速度迅猛发展，对输电线路工程设计勘测过程中所采用的技术也越来越高。GPS-RTK技术它可以明确的改善勘测工作的复杂程度和减少内页数据处理的工作量。在线路静态勘测过程中，减少工作量，提高数据的精确度。在线路动态勘测过程中，由于是爬山，常规仪器较重，而RTK仪器轻，极大减轻了工作人员的负担。在定位过程无需担心树木的遮挡，给测量人员带来极大的便捷。在高压线路运用GPS-RTK技术，为我国高压输电线的快速发展添加了润滑剂。1.3 GPS-RTK技术在高压输电线路应用中的国内外研究现状在国外，很早就有很多设计单位研究人员
7、对GPS进行高压输电工程应用的研究。1997年，国际领先的电力公司ABB与德国至荷兰的高压输电线路单位合作，由于线路经过大海，对施工勘测阶段造成很大阻碍，研究人员提出运用GPS技术进行勘测，发现不仅有效解决海上困难，还得出测量精度远远高于常规仪器的结果2。1998年，前苏联列宁格勒交流研究所与全苏电气研究所、全苏线路设计院等单位对济宁1000KV特高压输电线的定位研究，采用GPS技术进行全程定位，精度高、效率快是唯一的首选3。目前在我国GPS-RTK技术在高压输电线路设计工程应用中的研究使用才慢慢兴起。1999年，福建电力勘测院、中南电力勘测院等，引进徕卡RTK仪器，在高压输电线路设计过程中与
8、全站仪同时进行勘测，结果表明RTK定位精度高，且无需计算等优点4。2000年，国家电网研究人员对GPS-RTK技术应用于线路的特点，进行了探讨与总结，得出RTK技术效率高、操作简单、工作量少、精度高等优点。1.4研究内容本文是蒙西-天津南1000KV特高压交流输电线路包（5）工程，在勘测设计阶段，使用GPS-RTK技术进行线路初测，根据沿线地形较高山地约占20%、普通山地约占28%、丘陵地区约占52%，灌木丛较多，线路总体呈西北至东南走向，海拔高程在100m580m，选取好对应的控制点并布设GPS E级控制网，对控制网静态测量并对数据处理得出控制点坐标。在勘测定位阶段进行动态测量，选择出适合特
9、高压工程勘测工作的测量方法，然后对测量成果利用对比法进行精度分析。可以有效地解决线路穿越树林茂密的崇山峻岭，建筑物居民区等障碍物。而且一般的全站仪勘测方法肯定无法胜任这些工作，在勘测工作中RTK 定位技术和动态的GPS 技术相互结合，使输电线路实时测出成果和大规模的实路径测量成为了现实，并且在施工定位过程中，勘测工作简便，节省了大量的人力物力6。从而得出准确桩位位置，为特高压建设提供良好的设计方案。2.GPS-RTK技术在蒙西线（1000KV）中的应用前期设计方案2.1蒙西线设计要求2.1.1测区简介蒙西-天津南1000KV线路工程包（5）段位于河北省保定市境内，北纬3810-4000，东经1
10、1340-11620之间。包（5）段线路起自保定市唐县与顺平县交界处曲庄村(包4与包5接头点)，终止于保定市定兴县东沟头北(包5与包6接头点)，如图2-1为线路走向影像图所示，初设路径方案长度约80km，航空距离约76.4km，其中双回路为19km，单回路为280.5km。沿线起点位于高程560m的高山上，植被茂密，终点位于小麦地上，高程25m左右，地形较为平坦，如图2-3所示。总的线路地形分布为较高山地15.5%、一般山地32.5%、丘陵52%。曲折系数1.04，设计风速为29m/s和30m/s，设计覆冰取值为10mm和15mm。 线路总体呈西北至东南走向，海拔高程在100m580m。沿线G
11、5京昆高速公路、省道S332等及多条乡村公路可以利用，并穿越过南水北调工程，如图2-2所示，总体通条件较好。 图2-1初始线路走向卫星图 图2-2 G5京昆高速交汇南水北调工程卫星图图2-3线路地形实景图2.1.2布网等级要求与资料收集初测阶段准备工作，对于静态测量按设计要求布设E级控制网，其等级要求如表2-1所示。测量负责人对该线路收集的资料有：控制点坐标信息（KE01，KH 01、KH 02为已知点）、坐标系采用1954年北京坐标系、中央子午线为114、1985年国家高程基准、投影面高程0m。11张1:1000的航空影像图，同时还对军用地下光缆、军用地基室等重要交叉跨越物进行相关资料收集。
12、还收集到了控制点WGS84坐标系统下的坐标，以利于静态测量时七参数的转换。表2-1 E级GPS控制网设计要求级别E级卫星截止高度角（度）15卫星同时观测有效数 4卫星观测有效总数4观测时段数1.6时段长度(min)静态45快速静态双频+P(Y)码5双频全波10单频或双频半波20采样间隔(S)静态1030快速静态515任何一卫星在时段中有效观测时间(min)静态15快速静态双频+P(Y)码1双频全波3单频或双频半波 5注：1、在每时段观测过程中的时间符合表中第七项规定的卫星，为有效观测卫星；2、 在计算有效观测卫星总数时必须扣除各时段的重复卫星数；3、 观测时段长度为开始到结束记录数据的时间段；
13、4、 观测时段长度1.6，指每观测一时段，至少60测站再观测一时段5。2.1.3技术标准（1）1000kV特高压输电线路勘测规范（GB 50723-2012）；（2）全球定位系统实时动态测量技术规范（CH 2009-2010）；（3）电力工程勘测安全技术规程(DL5334-2006)；（4）福建省电力勘测设计院企业标准（安全作业文件）目录所列的相关标准，特别是生产作业安全管理办法（Q/FEDI201.330）；（5）国家控制测量规范要求（GB 12897-91）；（6）国家电网公司建设文件 （京建2014 327号）；2.2蒙西线包（5）测区控制点静态设计方案初设路径方案长度约80km，航空距
14、离约76.4km，其中双回路为19km，单回路为230.5km。初测阶段，测量人员根据沿线地形较高山地15.5%、一般山地32.5%、丘陵42%、平地10%、灌木丛较多且无大量森林、地形总体平缓等特点。线路总体呈西北至东南走向，海拔高程在100m580m。采用1954年北京坐标系，高斯正形投影，中央子午线114，布设E级GPS控制网。以KE01、KH01、KH02为起算点，KH03为校核。利用KE01、KH01、KH02、KH03坐标采用七参数建立坐标转换参数。平面控制网的布设，遵循从整体到局部，分级布网，逐级控制的原则。高程为1985年国家高程基准，采用全球定位系统（GPS）进行高程测量，与平面控制测量同时进行，布设一级GPS高程网。然后进行静态GPS平面，高程测量。2.3蒙西线包（5）测区动态设计方案本工程总定位路程81.2km，其中双回路为19km，单回路为230.5
