关键词:实时动态测量系统;连续运行参考站;实时差分定位;坐标转换系统;
传统1+1型RTK在输电线路测量中发挥了不可估摸的作用,与常规仪器全站仪相比其有不需通视、测点快、效率高等优势,然而,它也有着先天缺陷,随着流动站距离基准站越远其电台信号降弱、卫星初始化变慢、精度下降,一般情况下有效作业范围小于8km,随着外挂电台老化,作业范围更小,这样在线路稍长的情况下不得不经常搬迁基准站,地形起伏较大时更需频繁换站,由此,其应用起来约束条件太多,不能满足线路测量日益追求效率、提高观测精度的要求。本公司自2010年引进CORS网络RTK技术应用于输电线路测量中,本技术的出现,使得输电线路测量工作无需再架设基准站、作业范围不受限制、测量精度更加精确,配套使用江苏省坐标转换系统,能直接测量任意点位54北京坐标。
1、CORS网络RTK简介
在介绍CORS网络RTK之前我们先来介绍下它发展的前身:实时动态测量系统(RealTimeKinematic,RTK),它是GPS测量技术与数据传输技术相结合的产物,其基本思想是:在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续的观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时的发送给用户观测站,在用户站(流动站)上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电设备接收来自基准站的观测数据,然后根据相对定位原理,实时计算并显示给用户测点的坐标直至满足用户要求。
CORS为ContinuouslyOperatingReferenceStations的英文缩写,中文名称为连续运行参考站。CORS可以定义为由若干个固定的、连续运行的GNSS参考站,利用现代计算机、数据通信和互连网技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户提供经过检验的不同类型的GNSS观测值(载波相位,伪距),各种改正数、状态信息,以及其他有关GNSS服务项目的综合系统。CORS是动态的、连续的空间数据参考框架,是快速、高精度获取空间数据和地理特征的设施之一。
CORS网络RTK是基于CORS基础上的实时差分定位技术,它是通过在省域及周边范围内建设或共享若干个全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)连续运行参考站,对该地区构成网状覆盖,联合若干基准站数据解算或消除电离层、对流层等影响,发播GNSS改正信息,对该地区内的GNSS用户进行实时载波相位/伪距差分改正的定位方式。
2、CORS网络RTK用户测量装置的配置
CORS网络RTK用户测量装置由一台GNSS主机、一只手簿、一个带蓝牙功能并开通GPRS/CDMA功能的手机(有的集成在手簿内)组成,比传统1+1型RTK少用一台GNSS主机,少一个电台和电瓶,并少一只脚架,具有设备投资减半、便于携带等特点。
3、CORS网络RTK测量的实施
CORS网络RTK测量工作主要分为外业工作和内业工作,其工作流程包括:首先对所要观测的电力线路进行整体实地踏勘,制定测量方案,接着外业采集数据、内业处理数据、最后绘图出成果。
3.1连接准备
以本公司仪器TOPCON品牌为例,以下为手簿接入CORS的设置步骤:
手簿通过GPRS/CDMA拨号上网→作业-设置-测量,GPS+设置,增加→设置:测量→设置:流动站接收机→设置:Modem连接→设置:流动站电台→设置:IP地址及端口信息→设置:NTRIP登陆信息→设置:Modem信息→设置:流动站天线→设置:测量参数→设置:高级
3.2开始测量
①对新线路进行测量先采集转角塔塔位坐标,如J1、J2、J3……,然后利用RTK测量装置的线放样功能,依次在J1和J2,J2和J3等转角杆之间采集所需要的地形点、交叉跨越点的数据。
②对已建成的线路进行测量沿线路走向依次采集所需要的地形点、杆位点、交叉跨越点的数据。
3.3内业处理观测数据
3.3.1下载测量数据:将手簿上的测量数据下载到计算机中。
3.3.2坐标系转换:在计算机上运行“江苏省坐标转换系统”,将测得的WGS84坐标系统转换为54北京坐标系统,然后将处理后的数据转换为绘图软件能够识别的文件类型。
3.3.3生成平面图:利用绘图软件将处理后的数据转换成CAD平面图。
3.3.4生成平断面图:将采集的坐标编辑成道亨“SLGPS”(将文本文件转换成道亨ORG文件格式的软件)的格式,然后再将标准格式的数据导入到SLCAD架空送电线路平断面图处理及定位CAD系统,进行编辑后即可成平断面图。
以某线路改造工程为例,该线路全长58.3km,利用CORS网络RTK测量计用工日15个,如果使用传统1+1型RTK测量,全线估计设置基站10个,以每次架撤基站需要四十分钟计算(包括来回路上时间),一天二次架撤基站,消耗在基站上的时间大约为40个小时,换作工日为5个,也就是说利用CORS网络RTK测量比传统1+1型RTK测量至少节省5个工日(不计1+1型RTK作业距离远后卫星初始化慢的时间),而且少用一个看守基站的工人,可见其省工又省时,而且频繁搬迁基站使得测量误差会累积,影响测量精度(祥见表一)。该线路进入宝应城区段走向平行于一段规划路,利用CORS网络RTK配套的“江苏省坐标转换系统”进行参数改正,将测得的WGS84坐标系统转换为54北京坐标系统,即和当地坐标系统统一起来,将输电线路纳入当地统一规划中。由此工程实例来看,利用CORS网络RTK测量线路,优势显而易见。
表一1+1型RTK和CORS网络RTK测量参数比较
4、总结
从应用结果来看,CORS网络RTK具有以下优势:
(1)无需架设基准站,省工又省时。
(2)作业范围大(可在省内任意地点作业,此前的1+1型RTK只能在基准站6km半径范围内作业),
(3)应用配套的“江苏省坐标转换系统”,自动进行参数改正即可测量任一点的54北京坐标和85国家高程。
(4)只需一台GNSS主机,先期资金投入只有1+1型RTK的一半多。
(5)提高精度,1+1型RTK在长线路测量中需要不断的搬迁基准站,误差随着搬站会越来越大,CORS网络RTK不需搬站,误差不会积累。
随着CORS网络RTK技术在输电线路工程中的不断应用,我们已逐渐体会出其优越性,效率大大提高。在应用过程中,我们亦发现一些问题,由于此技术是基于互联网技术之上的,需要应用手机GPRS/CDMA功能,通过手机蓝牙和手簿连接拨号上网,应用中我们发现手机在蓝牙开启状态下非常耗电,一块一般容量的电池往往两个小时就用完了,而更换新电池又需重新拨号连接,浪费时间,更换电池容量大的手机后问题解决。CORSRTK的成功应用,将比之前1+1型RTK提高30%左右的工作效率,利用和其配套的坐标转换系统即可测量任意点的54北京坐标和国家高程这一功能,对于将输电线路纳入城市统一规划体系,无论经济效益还是社会效益都是巨大的。
参考文献
[1]宋玉兵,丁玉平,沈飞.CORS实践与应用[R],江苏:江苏省测绘工程院,2008.10
[2]李柏.送电线路施工测量[M].北京:水利电力出版社,1982:79-85