毕业论文-CORS技术在电力勘测工程中的应用

龙岩学院资源工程学院毕业论文题目：CORS技术在电力勘测工程中的应用专业：测绘工程班级：10测绘学号：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】随着社会的进步，国家的发展，各地的用电需求日益增加，这就使得电力工程建设愈加重要。而电力勘测工程作为其中一项重要的内容，便要求有高水平的安全系数，以及高效率的工作方法，充分利用逐渐完善的测量仪器还有测量手段，能更好的解决这个安全与效率的矛盾关系。本文着重阐述CORS在电力勘测工程中的应用。【关键字】CORS技术;电力勘测工程;RTK;对比目录TOC\o"1-3"\h\u120761、引言 5311662、CORS系统原理及其工作步骤 5185002.1、CORS的系统原理 528622.2、CORS的工作步骤 5193122.2.1、收集测区的控制点资料 5292732.2.2、求取转换参数 5285382.2.3、CORS地形测量 6214132.2.4、内业数据的处理 6234743、CORS技术在电力勘测工程中的应用 6227303.1、选线测量 6186743.2、定线测量 632273.3、断面测量 6260953.4、定位测量 73.5、进场道路测量728074、应用实例 7284205、CORS与传统RTK对比的优缺点 10222395.1、RTK相对于传统测量方法的优势 10314785.2、CORS相对于传统RTK的优点 10298615.3、CORS相对于传统RTK的缺点 10109906、个人总结 1124195参考文献 1116166致谢 121、引言21世纪，经济的快速发展，使得电力建设迎来了前所未有的发展机遇，而电力勘测作为电力建设的尖兵，便被要求要有极高的效率。所幸，科技的发展，使得我们的测量工作越来越轻松，效率越来越高，下面便简单阐述CORS技术在电力勘测工程中的应用。2、CORS系统原理及其工作步骤2.1、CORS的系统原理传统RTK（即GPS实时动态定位）野外作业时，需架设一台本地的参考站，借由与流动站之间的无线电通信系统，把参考站接收到的伪距、载波相位观测值和参考站的一些信息，如仪器高、参考点精确坐标等都通过通信系统传送到流动站，流动站再将基准站传送过来的数据以及从卫星中接收到的数据一并进行处理，便可得到所测量点号精确的坐标值。但传统RTK也存在一些缺陷，如随着作业距离的加大，定位精度会逐步降低，甚至无法满足精度要求；仪器设备繁多，沉重等。针对这些缺陷，诞生了网络RTK，即CORS。CORS与RTK的系统原理相似，简单而言，CORS系统具有一个或众多固定的永不断电的基站，用户单单通过使用流动站便可测量并导出所测数据。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用的网络。基准站网：一定范围内，有一个或多个基准站均匀分布。负责采集GPS卫星所观测的数据，并将这些数据传送到数据处理中心，并提供系统完好性监测服务。数据处理中心：CORS的控制中心，负责接收并处理各基准站的数据，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，分发给用户。CORS的核心单位、高精度实时动态定位得以实现的依仗便是数据处理中心。数据处理中心根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内二十四小时不间断地进行整体建模解算，自动生成一个对应于流动站点位的虚拟参考站（包括基准站坐标和GPS观测值信息），并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用的格式提供码相位/载波相位差分修正信息，以便能实时得出流动站所测的点位坐标。数据传输系统：监控分析中心接受通过光纤专线传输来的各基准站数据，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。定位导航数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。用户应用系统：包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精确定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。按照应用的精度不同，用户服务子系统可以分为毫米级用户系统，厘米级用户系统，分米级用户系统，米级用户系统等；而按照用户的应用不同，可以分为测量与工程用户（厘米、分米级），车辆导航与定位用户（米级），高精度用户（事后处理）、气象用户等几类。2.2、CORS测图的工作步骤2.2.1收集测区的控制点资料每一个测量任务都有一个测量的区域，该区域称为测区。在测量开始之前我们要做的是：首先要收集测区所在的控制点的资料，知道该控制点是GPS控制网还是常规的控制网，控制点的坐标、高程、等级、中央子午线、所在坐标系和控制点所在的控制网的布设时间。然后根据工程需要的坐标系是国家坐标系还是地方坐标系，若是地方坐标系则还需收集地方坐标系控制点资料。2.2.2求取转换参数由于GPSRTK所解出的坐标是WGS-84坐标系的，而地方或国家坐标系是电力建设测量中比较经常使用的坐标系，所以两个坐标系之间的转换参数是电力建设测量工作中必要的条件。一般用来求取两个坐标系间的转换参数有两种情况：a测区所要成果图坐标系为国家坐标系，一般要求现场要有数目至少为三个或者三个以上的控制点，然后用两坐标间同一点进行坐标参数的解算，算完后还要随机对一两个控制点进行检较，才可投入使用。b测区所要成果图坐标系为地方坐标系，一般要求现场要有数目至少为三个或者三个以上的控制点，然后用两坐标间同一点进行坐标参数的解算，算完后还要随机对一两个控制点进行检较，才可投入使用。2.2.3CORS地形测量在使用CORS系统进行地形测量的时候，要保证地形测量的精度，应该要满足测量的时候流动站能接收到五个或者五个以上卫星的信号以及较好的图形强度参数（GDOP）的情况。由于CORS的信号强度不高，所以测量时应尽量处于上空开阔的地带，而为了获取足够精度的数据，也经常升降仪器所用花杆，这时则需注意随时修改杆高。在实地测量等高线数据时，除了应尽量保持十五米（具体多少米由成果图比例尺决定）一个点外，还应时刻注意地形的变化，尤其注意山脊线和山谷线应测量出来，并且还要眼观六路，特别注意坟墓、通讯线、电线等地物。2.2.4内业数据的处理CORS数据的处理相对简单，以南方S86T型仪器为例，只需用数据线连接主机和电脑，就可直接复制出数据，再经过简单的处理，便可进行日常数字化测图数据的绘图处理。3、CORS技术在电力勘测工程中的应用3.1、选线测量选线测量是根据设计人员提供的线路方案,将线路的转角点、起点、终点一个个在实地进行确定。利用CORS进行选线测量,可以方便精确地将各个目标点定位在方案所确定的地理位置上。3.2、定线测量定线测量，就是精确测定出各个线段（中心线的起点与转角点、起点与终点、转角点与终点间各线段)的工作。在定线测量时使用CORS，测站之间无需通视，可以减少房屋、高大植被和高坎、山坡等对测量的影响，而且能够很容易地控制线路的方向。3.3、断面测量测量平面的地形图时，主要是对线路中心线两侧各50m范围内的地物(房屋、公路、乡村土路、水沟、涵洞、电线、通讯线等)进行数据的采集。绘制平面图时，要根据现场所画草图，所测数据,在符合绘图条例、要求的情况下，准确真实地表示地物和地貌的平面位置和高度，对一些不清楚的地物则要标注出文字和符号。测出沿线路中心线及两边线方向或线路垂直方向的地形起伏特征变化点的高度和距离，称为断面测量；沿线路中心线施测各点地形的变化状态，称为纵断面测量；沿线路中心的垂直方向施测各点的地形变化状态，称为横断面测量。线路的断面测量工作可分为中线断面测量、边线断面测量和风偏断面测量三种。中线断面是沿线路中心导线方向的地表剖面，实际上则是两个方向桩的连线；边线断面是沿高侧边导线的地表的剖面；风偏断面是与线路中心线垂直的地表剖面。实际上，与一般地形图测量相似，在架空输电线路的断面测量中，主要是测定点的坐标值，当然，点必须是能表示地物、地貌特征，不同的是，断面测量在高程测量中，对精度的要求不是很高，而且主要是测定各特征点与输电线路导线间的相对距离，因此,运用CORS系统可以快速测定断面。断面测量一般是与定线测量同时进行，故不需要另外设置基准站。3.4、定位测量在定位测量中使用CORS，操作方法大致与定线测量一样。首先，需要直线段的两个端点的坐标值，没有的话，则需要使用CORS去现场测出端点的坐标值一般情况下；如果已经有了所需要的数据，则可直接应用该数据,以直线作为参考线，然后根据确定好的间隔距离，利用CORS系统进行数据处理，即可得到各桩的地理坐标。3.5、进场道路测量在风机与风机之间、变电站与原有道路之间、风机与原有道路等之间往往需要建设一条或若干条进场道路，而在进场道路测量中使用CORS，操作方法与一般地形测量无异。根据任务书确认道路的宽度，确切测出道路范围线内的地形地物特征变化，当进场道路覆盖在原有道路上进行扩建时，可酌情减少测量点的数量。应用实例以《宁德古田进场道路扩建》工程为例，具体叙说CORS在电力勘测工程中的应用。（1）做配置接到任务书后，知道所需成果图为1980西安国家坐标系。用单位提供的福建省全省C级点分布图选择三点均匀覆盖测区的控制点，再在谷歌地图软件中查出这三点的80坐标，输入手簿，完成坐标系转换。（2）实地踏勘工程组一行人来到古田后，先去实地踏勘，搞清楚测区的植被覆盖、山体坡度、道路情况等，以便进行工作安排。（3）做点校正根据单位提供的点之记描述，以及仪器放样下的指引，找到公园山顶上的控制点TP120，将仪器精确对中整平，调至“在已知点上校正”界面，完成坐标系的点校正。（4）实地测量仪器做好配置和点校正后便可进行实地测量。实地测量时，测量点要呈现出测区的地面起伏情况、坡度、路、路标、护栏、涵洞、坎等，由于任务是要扩建弯道道路，以便组建风机的大型器材可运输上山，所以着重测量弯曲度大的道路拐弯处和土方量。（5）数据处理仪器直接用专用的数据线导出，便可得到DAT文件，但需先将文件格式修改为CVS格式，删掉除坐标、高程以外的无用数据，在点号后插入一列，并将东坐标列与北坐标列对换（因为CORS测出的数据顺序为“点号，X，Y,H”；而CASS识别的数据为“点号，，Y,X,H”），再将文件格式改为DAT格式，删掉高程后面的逗号，如此便可用CASS软件展点号和高程点了。图4-1原始数据截图图4-2处理后数据截图成果附图图4-3古田泮洋风电场进场道路部分弯道地形图图4-4古田泮洋风电场进场道路部分弯道地形图CORS与传统RTK对比的优缺点5.1、RTK相对于传统测量方法的优势（1）无需通视。相对于村庄、树林等阻碍性质比较强的地方传统全站仪很难通过，使用GPSRTK测量方法工作效率将会大大提高了。不用为了测站之间的通视去劈砍植被，节省了人力物力和时间，也降低了对植被绿化的破坏。避免了一些由于树木庄稼被破坏与当地老乡发生的争执，使得工程能顺利进行。

（2）定位精度高。传统测量工作中，全站仪、水准仪等仪器在搬站时，都存在误差的不断累积，且随着搬站的增多，误差也逐渐增大。而RTK工作时，只要在RTK有效的工作范围内，便无需搬站，减少很多人为粗差出现的可能，并且坐标采集时的精度更是能达到厘米级，数据安全可靠。

（3）作业效率高。传统测量方法工作时，不仅所携带的仪器设备繁多，而且由于需不断的搬站，对人力物力等均存在很大的损耗，更是由于人为辅助工作太多，大大增加粗差存在的概率，降低工作效率。而RTK每次设站，所覆盖的范围极大，并且所需的仪器设备也减少很多，在工作过程中更是很少出现粗差，大大提高作业的效率。

（4）操作简便。RTK的操作更为简便，对测量人员的门槛要求也大大降低，并且更是拥有强大的数据输出输入功能，数据处理更为简便。（5）全天候作业。GPSRTK测量能全天候24h进行测量。只是在下午三四点左右,卫星的高度角偏小能跟踪到的卫星相对比较少,所以在这个时段尽量安排空旷地区的作业。5.2、CORS相对于传统RTK的优点设备简便。传统RTK在每次外业测量工作开始时，都要架设基准站，这就使得每次外业出工时所要带的仪器设备大大增加，增加了测量人员的负担。以实习单位为例：使用传统RTK需携带两个三脚架、三把花杆、一个电台、一个电瓶（此物最重，一般有三四十斤）、一台基站、两台流动站、以及大量连接线；而CORS仅需携带一把对中杆，一台CORS仪器即可。减小粗差。传统RTK由于每次工作都需架设基准站，这就使得人为粗差的概率大大增加，而CORS只要在测量时仪器高不搞错，基本就无粗差的存在。效率更快。传统RTK基站覆盖的范围有限，随着距离增加精度越来越小，这就要求在测区范围较大时，测量人员必须不断搬动基站，而CORS基站覆盖范围极大，只要在此范围内就无此顾虑。做点校正方便。做点校正时，CORS只需单枪匹马上场即可，而传统RTK则要把基站搬来搬去，相当麻烦。5.3、CORS相对于传统RTK的缺点。(1)信号强度不够。在网络信号差的测区或者植被覆盖茂密的地方，CORS的信号强度远远不如传统RTK，这就使得测量效率大大减小。(2)机动性不强。CORS测量时只能在基站覆盖的区域，超出此区域则无法进行测量工作，传统RTK则能自由设站搬站。(3)使用成本高。CORS基站每年的维护、使用时耗用的电量等较大，成本较高。6、个人总结八个月的实习中，出差大多数使用的仪器均为CORS系统的，所以长时间使用下来，个人感觉CORS系统有利有弊。首先，由于CORS为网络RTK，我们所使用的仪器依靠的是手机卡信号，所以在深山密林里，信号时断时续，有时甚至完完全全没了信号，令测量工作无法顺利进行。其次，每次数据处理时，都要删除很多无用的数据，或许有的工作有需要，但还是希望能选择性输出，加快工作效率。最后，由于CORS系统的运用为新型科技，所以很多经验丰富的老师傅无法适应和使用，这就在人才和科技的结合上出现了缝隙。不过，运用CORS大大减少仪器繁杂度，减少外业工作量，使整个测量工期缩短，减少测量的成本费用。而且在外业工作时，数据的随时调阅和检查修改也很方便，所采集数据的精度也完全能符合要求，数据的传输与处理相对来说也较为简便。总的来说：①CORS适用于电力勘测测量。②在通视条件较差的地区，应用CORS测量，可以减少测站转点数量，加快勘测速度。③CORS的使用能加快工程的进度，减轻工作人员的工作负担。④由于CORS简便的操作方式，也使得对测量人员的门槛要求大大降低。综上所述，个人还是非常看好CORS系统现在以至于未来在电力勘测工程中的应用。参考文献[1]张勤,李家权.GPS测量原理及应用[M].北京:科学出版社,2005.[2]刘基余，李征航等.全球定位系统原理及其应用[M].北京：测绘出版社，1993[3]朱华统等．GPS坐标系统的变换［M］．北京：北京测绘出版社，1994[4]张正禄等编.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005.[5]陈海兵.利用RTK技术实现数字化测图[J].北京水利，2004（04）[6]余小龙.GPSRTK技术的优缺点及发展前景[J].测绘通报,2007[7]张晓章，唐勇.CORS系统及其在电力测量中的应用.《水利水电快报》，2010[8]张海瑞，陈西强.CORS系统的技术特点及应用现状与展望.《硅谷》，2010[9]唐云岩.送电线路测量［J］.中国电力出版社(2004-05出版)[10]牛会军.浅析连续运行参考站系统.《科技致富向导》，2011[11]杨光，方锋.广州市连续运行卫星定位综合服务系统.《城市管理与科技》，2006[12]周群友.在电力测量中如何应用GPSRTK技术《广东科技》，2010[13]刘承晖.CORS技术在铁路勘测中的应用.《铁路勘测与设计》，2009[14]李伟，刘玉善,浅谈RTK测量技术在线路测量中的应用《北京测绘》，2012[15]张勇，张照海.连续运行卫星定位综合服务系统（CORS）简述.《魅力中国》，2010[16]杨王芳