文明1GPS及全站仪在输电线路工程中的应用

1、iii 目目 录录 第一篇 GPS 及全站仪在输电线路工程中的应用.1 第一章 GPS 与全站仪简介.1 第一节 GPS 简介与测量原理.1 一、GPS 的概念.1 二、GPS 最简单原理.2 三、坐标系统和时间系统 .4 第二节 全站仪简介与测量原理 .5 一、全站仪的概念 .5 二、全站仪的基本组成及结构 .6 三、全站仪的精度及等级 .8 四、全站仪的应用 .9 第三节 GPS 与全站仪在测量工作中的注意事项.11 一、GPS 选点注意事项.11 二、全站仪操作应注意事项 .11 第二章 输电线路测量.15 第一节 输电线路设计测量 .15 一、输电线路设计测量概述 .15 二、输电线路

2、初堪测量 .15 三、输电线路选线测量 .16 四、输电线路定线测量 .17 五、平面及高程联系测量 .18 六、平面及断面测量 .18 七、交叉跨越测量 .20 第二节 计算机辅助制图 .21 第三节 定位测量 .22 第四节 测量成果 .23 第五节 GPS 测量.24 一、一般规定 .24 二、平面与高程系统 .25 三、控制测量 .25 四、检查测量 .26 五、RTK 测量.26 六、数据处理 .27 七、GPS 测量成果.28 第三章 GPS 及全站仪在输电线路中工程中的应用.29 第一节 工程概况 .29 第二节 技术依据 .29 第三节 设备选择 .29 一、硬件部分 .29

3、iv 二、软件部分 .29 第四节 设备检查 .30 第五节 收集测区的已知控制点资料 .30 第六节 输电线路控制测量 .31 一、静态控制控制测量的目的 .31 二、线路 GPS 控制网点的选择主要考虑的因素 .31 三、像控点的施测 .32 四、基站点的选定和建立 .33 五、经验和建议 .33 六、内业数据处理 .34 七、输电线路外业定位测量实施 .40 八、断面图测绘 .53 九、输电线路交叉跨越测量 .56 十、使用 GPS 的优点及注意事项 .57 第二篇测距成果的换算程序.60 第一章测距成果的转换.60 一、斜距换算至标石中心的改正归心改正 .60 二、斜距化成平距的计算

4、.61 三、平面化至椭球面的计算 .62 第二章程序运行界面及源代码.62 一、程序运行界面 .62 二、程序源代码 .64 参考文献.67 外文资料:.68 中文翻译:.72 总结.74 致谢.75 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 1 第一篇 GPS 及全站仪在输电线路工程中的应用 第一章 GPS 与全站仪简介 第一节 GPS 简介与测量原理 一、GPS 的概念 GPS 是“ Navigation System Timing and Ranging /Global Positioning System”的英 文缩写, 译成汉语为“授时与测距导航系统/ 全

5、球定位系统”,简称“全球定位系统” 。GPS 主要有三大部分组成,即:空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。 空间星座部分由 24 颗卫星组成,分布在 6 个轨道面内,每个轨道面内有 4 颗卫 星。这种卫星在空间的配置方法,保证了地球上任何地点、任何时刻至少可以同时观 测 4 颗卫星。GPS 卫星通过自身配置的微处理机和高精度原子钟不断接收、储存和 处理地面监控站发来的导航信息,并向用户发送导航与定位信息。 地面监控部分由分布在全球的多个地面站组成,其中包括卫星检测站、主控站和 信息注入站。主要作用是对卫星提供时间基准、进行参数修正、传送控制指令、调 整运行轨道。 用户设备部分主要由 GP

6、S 接收机硬件、数据处理软件、微处理机和终端设备组 成。主要任务是接收 GPS 卫星发射的信号,以获得必要的导航和定位信息以及观测 量,并经数据处理而完成导航和定位工作。 GPS 作为一种新型的测量仪器，它的产生给传统的测绘作业程序带来了巨大的 变化，主要是作业方法简单、高效，因为 GPS 是一种长距离直接得出坐标的测量仪 器，与传统的间接得出坐标的测量方法是不同的。它对于我们电力测量特别是电力 线路测量有着非常大的作用，可以完成传统全站仪所不能轻易完成的选线定线工作， 特别对于复杂地段如山区、城区等通视条件差或进出线等地物繁多的地段，它可以 发挥巨大的作用，另外在长距离传递坐标，地形图控制测

7、量等、水下地形测量、线 路航测的控制测量等等都有很大作用。所以电力测量队伍配备 GPS 已经成为一种迫 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 2 切的需要。 二、GPS 最简单原理 图 1-1 GPS 原理示意图 如图 1-1 所示， GPS 接收机接收来自 GPS 卫星的信号，计算出卫星到接收机 的距离值，同时又可以接收到每个卫星的瞬间空间坐标数据（当然这些坐标是统一 在同一个坐标系统之中，这是非常重要的） ，通过坐标值可以计算出每两个卫星之间 的距离，那么两个卫星同 GPS 接收机之间即 S 点之间就可以构成一个已知三边边长 的三角形，四个乃至 5 个卫星数

8、据就可以组成许多个三角形，根据三角形数学公式 可以计算出 S 点的空间坐标（X、Y、Z） ，当然这个坐标也统一在同一个坐标系统中， 这就是 GPS 作业最简单的原理，测量学中称为空间后方交会原理。 有一点需要强调的是，这些信号接收、复杂计算的工作都是由 GPS 仪器自动而 且迅速完成的，所以说 GPS 测量方法是简单高效的。在 GPS 测量中复杂一些的原 理就是单点定位与相对定位，实时处理与事后处理。 图 1-2 GPS 相对定位作业模式图 如图 1-2 所示，这三台 GPS 接收机 同时观测，它们同时观测同一组 （4 个以 上）卫星，这样它们可以 共同努力 ，通过计算将 GPS 卫星信号传递

9、过程中的许多 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 3 误差（噪声）消除，这样就可以得到精度高达厘米级甚至毫米级的坐标值，本图表 示的就是相对定位的作业模式，而上一页中示图表示的则是单点定位的作业模式， 当然单点定位的精度由于许多误差没有办法消除，精度很差，达到 10 米甚至 100 米， 很显然我们测量人员使用的作业方法只能是相对定位方法。 图 1-3 GPS 事后处理模式图 如图 1-3 所介绍的就是事后处理的作业模式，通常应用于称为静态作业的情况， 在我们不需要现场得出最后结果的情况下，或者我们需要高精度的结果（厘米级甚 至毫米级）的情况下，或者我们需要很

10、长距离连接坐标的情况下（大约 8 公里以上） ，通常在以上情况下我们采用静态作业的方法，它的作业很简单，将仪器按图装配 好，配置为静态作业模式，开机就可以自动观测了，观测 15 分钟或 30 分钟或更长 一段时间后保存关机即可（时间长短由点位之间距离长短决定） ，结束观测后将数据 拷贝进入计算机中，利用软件自动计算得出最后结果。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 4 图 1-4 RTK 作业模式 如图 1-4 所介绍的就是实时处理的作业模式，有一种叫法称为 RTK 作业模式， 也称为实时动态作业。在线路勘测中应用最多的就是这种作业方法。它主要通过参 考站不断

11、接收卫星信号，利用参考站大功率发射电台不断向外发射测量数据改正信 息，同时流动站也接收同一组卫星（5 个以上）信号，并且利用小功率接收电台接 收参考站电台发射来的测量数据改正信息参与数据计算，这样就可以很快计算出流 动站的坐标位置，不必事后处理了，精度也很高，达到 3 厘米左右，所以称为实时 动态作业。 三、坐标系统和时间系统 (一)坐标系统 RTK 测量采用 WGS84 系统，当 RTK 测量要求提供其它坐标系（北京坐标或 1980 西安坐标系等）时，应进行坐标转换。各坐标系的地球椭球和参考椭球基本参 数，应符合表 1.1 的规定。 坐标转换求转换参数时应采用 3 点以上的两套坐标系成果，采

12、用 Bursa- Wolf、Molodenky 等经典、成熟的模型，使用 PowerADJ3.0、SKIpro2.3、TGO1.5 以 上版本的通用 GPS 软件进行求解，也可自行编制求参数软件，经测试与鉴定后使用。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 5 转换参数时应采用三参、四参、五参、七参不同模型形式，视具体工作情况而定， 但每次必须使用一组的全套参数进行转换。坐标转换参数不准确可影响到 23cm 左右 RTK 测量误差。 当要求提供 1985 国家高程基准或其它高程系高程时，转换参数必须考虑高程要 素。如果转换参数无法满足高程精度要求，可对 RTK 数

13、据进行后处理，按高程拟合、 大地水准面精化等方法求得这些高程系统的高程。 表 1-1 地球椭球和参考椭球的基本几何参数 项目地球椭球参考椭球 坐标系名WGS-84 1980 西安坐标 系 1954 北京坐标系 长半 轴 a (m) 637813763781406378245 短半 轴 b(m) 6356752.31426356755.28826356863.0188 扁率 a1/298.2572235631/298.2571/298.3 参数名称 第一 偏心 率平 方 e2 0.0066943799901 3 0.006694384999 59 0.00669342162296 6 太原理工大

14、学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 6 (二)时间系统 RTK 测量宜采用协调世界时 UTC。当采用北京标准时间时，应考虑时区差加以 换算。这在 RTK 用作定时器时尤为重要。 第二节 全站仪简介与测量原理 一、全站仪的概念 由于电子测距仪、电子经纬仪及微处理机的产生与性能不断完善，在 20 世纪 60 年代末电子测距、电子测角和微处理机结合成一个整体，能自动记录、存储并具 备某些固定计算程序的电子速测仪。因该仪器在一个测站点能快速进行三维坐标测 量、定位和自动数据采集、处理、存储等工作，较完善地实现了测量和数据处理过 程的电子化和一体化，所以称为“全站性电子速测仪”通

15、常又称为“电子全站仪” 或简称“全站仪” ，如图 1-5 所示。 早期的全站仪由于体积大、质量也大、价格昂贵等因素，其推广应用受到了很 大的限制。自 20 世纪 80 年代起，由于大规模集成电路和微处理机及半导体发光元 件性能的不断完善和提高，使全站仪进入了成熟与蓬勃发展阶段。其表现形式是小 型、轻巧、精密、耐用，并具有强大的软件功能。特别是 1992 年以来，新颖的电脑 智能型全站仪投入世界测绘仪器市场，如索佳（SOKKIA）SET 系列、拓普康 （TOPCON）GTS700 系列、尼康（NIKON）DTM-700 系列、徕卡（LEICA） TPS1000 系列等，使操作更加方便快捷、测量精

16、度更高、内存量更大、结构造型更 精美合理。 第二 偏心 率平 方 e2 0.0067394967422 27 0.006739501819 47 0.00673852541468 3 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 7 测角：光学经纬仪电子经纬仪 测距： 钢 尺 电磁波测距仪 数据处理系统 图 1-5 全站仪的发展 二、全站仪的基本组成及结构 （一）全站仪的基本组成 全站仪由电子测角、电子测距、电子补偿、微机处理装置四大部分组成，它本 身就是一个带有特殊功能的计算机控制系统，其微机处理装置由微处理器、存储器、 输入部分和输出部分组成。由微处理器对获取的倾斜

17、距离、水平角、竖直角、垂直 轴倾斜误差、视准轴误差、垂直度盘指标差、棱镜常数、气温、气压等信息加以处 理，从而获取得各项改正后的观测数据和计算数据。在仪器的只读存储器中固化了 测量程序，测量过程中由程序完成仪器的设计框架如图 1-6 所示。 半站仪 全站仪 补偿部分 测角部分 测距部分 CPU I/OI/O 接 口 中央处理器输入输出 电 源 显 示 屏 键 盘 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 8 图 1-6 全站仪的设计框架 其中： 1.电源部分是可充电电池为各部分供电； 2.测角部分为电子经纬仪可以测定水平角、竖直角、设置方位角； 3.补偿部分可以实现

18、仪器垂直轴倾斜误差对水平、垂直角度测量影响的自动补 偿改正； 4.测距部分为光电测距仪可以测定两点之间的距离； 5.中央处理器接受输入指令、控制各种观测作业方式、进行数据处理等； 6.输入、输出包括键盘、显示屏、双向数据通信接口。 从总体上看，全站仪的组成可分为两大部分： 1.为采集数据而设置的专用设备：主要有电子测角系统、电子测距系统、数据 存储系统、自动补偿设备等。 2.测量过程的控制设备：主要用于有序地实现上述每一专用设备的功能，包括 与测量数据相联接的外围设备及进行计算、产生指令的微处理机等。 只有上面两大部分有机结合才能真正地体现“全站”功能，既要自动完成数据采 集，又要自动处理数据

19、和控制整个测量过程。 （二）全站仪的基本结构 全站仪按其结构分为组合式（积木式）与整体式两种。 组合式全站仪是测距头、光学经纬仪及电子部分拼装而成。这种全站仪出现较 早，其优点是能通过不同的构件进行多样组合，当个别构件损坏时，可以用其他构 件代替，具有很强的灵活性。早期的全站仪都是采用这种结构。如图 1-7 所示 整体式全站仪是在一个机器外壳内含有电子测距、测角、补偿、记录、计算、 存储等部分。将发射、接收、瞄准光学系统设计成同轴，共用一个望远镜，角度和 距离只需一次瞄准，测量结果能自动显示并能外围设备双向通讯。其优点是体积小、 结构紧凑、操作方便、精度高，近期的全站仪都采用整体式结构。 太原

20、理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 9 图 1-7组合式全站仪图 1-8 整体式全站仪 三、全站仪的精度及等级 （一）全站仪的精度 全站仪是集光电测距、电子测角、电子补偿、微机数据处理为一体的综合型测 量仪器，其主要精度指标是测距精度和测角精度。如 SET500 全站仪的标称 D m m 精度为：测角标精度；测距标精。 5 m)1011)(23( 6 ppmppmDmmmD 在全站仪的精度等级设计中，对测距和测角精度的匹配采用“等影响”原则， 即 D m m D 式中km，则有表 1-2 所对应的关系。1D2206265 表 1-2 与的关系 m D m （） m

21、（D=1km） （mm） D m（D=2km） （mm） D m 1 1.5 5 10 4.8 7.3 24.2 48.5 2.4 3.6 12.1 24.2 （二）全站仪的等级 国家计量检定规程（JJG10094）将全站仪的准确度等级分划为四个等级，见 下表 1-3 表 1-3 全站仪的准确度等级 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 10 准确度等级测角标准差（） m 测距标准差 （mm） D m 1 m5 D m 12 m5 D m 26 m510 D m 610 m10 D m 注：为每 km 测距标准差。 D m 、级仪器为精密型全站仪，主要用于高等级

22、控制测量及变形观测等； 、级仪器主要用于道路和建筑场地的施工测量、电子平板数据采集、地籍 和房地产等测量等。 四、全站仪的应用 全站仪的应用范围已不仅局限于测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、地籍 与房地产测量，而且在大型工业生产设备和构件的安装调试、船体设计施工、大桥 水坝的变形观测、地质灾害监测及体育竞技等领域中都得到了广泛应用。 (一)全站仪的应用具有以下特点： 1.在地形测量过程中，可以将控制测量和地形测量同时进行。 2.在施工放样测量中，可以将设计好的管线、道路、工程建筑的位置测设到地 面上，实现三维坐标快速施工放样。 3.在变形观测中，可以对建筑（构筑）物的变形、地质灾害等进行实时

23、动态监 测。 4.在控制测量中，导线测量、前方交会、后方交会等程序功能，操作简单、速 度快、精度高；其它程序测量功能方便、实用、应用广泛。 5.在同一个测站点，可以完成全部测量的基本内容，包括角度测量、距离测量、 高差测量；实现数据的存储和传输。 6.通过传输设备，可以将全站仪与计算机、绘图机相连，形成内外一体的测绘 系统，从而大大提高地形图测绘的质量和效率。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 11 (二)实践证明： 1.全站仪三角高程测量按水准测量使用，不量仪器高和棱镜高，可以大大提高 三角高程测量的精度，在一般条件下可以代替等级水准测量。 2.用测角精度

24、为2，测距精度为(3mm +210-6D)的全站仪，当视线长度在 200左右时，可以代替水准仪进行相当于三等水准的高程测量。 3.起点和终点的棱镜高，保持相等不变，测站数为偶数，可以抵消棱镜高。 4.垂直角的观测误差是主要的误差来源，在山区和大山区，垂线偏差的影响也 不能忽视。因此，在这类地区测量时，应当尽量减小视线的长度。 5.在山区和丘陵地区，视距控制在 300500m,可以代替三、四等水准测量，大 大提高作业效率，保证测量精度。 6.一个最基本的原则就是后视距离绝对不能够小于前视工作的距离。通俗来说 叫做长边放短边，这样有利于减少误差。 即支镜点到后视点的距离应该大于放测点 到支镜点的距

25、离。 第三节 GPS 与全站仪在测量工作中的注意事项 一、GPS 选点注意事项 GPS 控制点位置选择与常规网不同之处是不需要每个方向都通视，另外 GPS 点 不能选在： (一)具有强反射的地面附近：如大面积的水面附近、平坦光滑的地面附近、盐碱地 带、金属矿区及雪地里。 (二)具有强反射的环境里：如山谷、山坡及大批建筑群等附近 (三)电磁波强辐射源的附近：如雷达、电台及微波中转站等附近地区。 根据本次测量需要和测区概况，选了 D1、D2 两个控制点。 二、全站仪操作应注意事项 在全站仪操作应注意理解全站仪的概念、了解工作原理、明确测量功能、熟悉 操作步骤、合理设置仪器参数、正确选择测量模式、掌

26、握应用技术，这样才能体现 全站仪的特点及完整性和系统性，收到了较好使用效果。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 12 (一)理解概念 (二)了解测量原理 全站仪的测量原理包括电子经纬仪测角、电子测距仪测距、电子补偿器自动补 偿改正、电子计算机自动数据处理等。 (三)明确测量功能 全站仪是一个由测距仪、电子经纬仪、电子补偿器、微处理机组合的整体。测 量功能可分为基本测量功能和程序测量功能。基本测量功能包括电子测距、电子测 角（水平角、垂直角） ；程序测量功能包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测 量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。应

27、特别注意的 是，只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据；其它测量功能只是 测距及数据处理。全站仪的程序测量功能均为单镜位观测数据或计算数据。在地形 测量和一般的工程测量、施工放样测量中精度已足够；但在等级测量中仍需要按规 范要求进行观测、检核、记录、平差计算等。 (四)熟悉操作步骤 由于全站仪完全是按人们预置的作业程序及功能和参数设置进行工作的，所以 必须按正确的操作步骤观测，才能得到正确的观测成果。 1.观测前的三项准备： (1)安装电池、对中整平（同光学经纬仪相同） 、开机； (2)零设置（0 SET）：水平方向转动仪器一周设置水平度盘零位、垂直方向转 动仪器一周设置垂直度盘零

28、位； (3)选择仪器功能：开机为基本测量功能，根据测量内容选择仪器程序测量功能 2.观测的三个步骤： (1)瞄准：准确瞄准目标棱镜中心； (2)观测：按仪器功能的操作步骤观测（参照仪器说明书） ； (3)记录：记录或存储观测数据。 观测结束的三个过程：检查记录、无误后方可关机、搬站。 (五)合理设置仪器参数 仪器的各项改正是按设置仪器参数，经微处理器对原始观测数据计算并改正后， 显示观测数据和计算数据的。只有合理设置仪器参数，才能得到高精度的观测成果。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 13 (六)正确选择测量模式全站仪的测量模式很多，不同型号的仪器大同小异

29、。由于受 显示屏的限制，常用的测量模式可以设置在三个不同的页面上，一个页面只能显示 四个测量模式。所有测量模式按相应的数学模型程序预置在仪器微处理器内，使用 时必须按规定操作程序进行，否则会导致测量数据出现错误。 (七)全站仪的观测数据 全站仪尽管生产厂家、型号繁多、其功能大同小异，但原始观测数据只有电子 测距仪测量的仪器到棱镜之间的倾斜距离（斜距） ；电子经纬仪测得的目标点的水平 方向值、天顶距。电子补偿器检测的是仪器垂直轴倾斜在 X 轴（视准轴方向）和 Y 轴（水平轴方向）上的分量，并通过程序计算自动改正由于垂直轴倾斜对水平角和 竖直角的影响。所以全站仪的观测数据是水平角度、竖直角度、倾斜

30、距离。仪器只 要开机并瞄准目标，角度测量实时显示观测数据，其他测量方式实际上都只是测距 并由这三个观测数据通过内置程序间接计算并显示出来的，称为计算数据。特别注 意的是，所有观测数据和计算数据都只是半个测回的数据，因此在等级测量中，不 能用内存功能，记录水平角、天顶距、倾斜距离这三个原始数据是十分必要的。 (八)全站仪的度盘配置 光学经纬仪在进行等级测量时，为了消除度盘的分划误差，各测回之间需要进 行度盘配置。因为光学仪器度盘上的分划是固定的，每一角度值在度盘上的位置固 定不变。而电子仪器由于采用的是电子度盘，每一度盘的位置可以设置成不同的角 度值。如仪器照准后视方向设置为 0， 顺时针转动

31、30， 显示角度为 30；再 次照准同一个后视方向设置为 30，再顺时针转动 30，则显示角度变为 60， 而电子度盘的位置实际上并未改变。所以使用时应注意，只要仪器在不同的测站点 对中、整平后，对应电子度盘的位置已经固定；即使后视角度设置不同，角度值并 不固定地对应度盘上某个位置，测量时无须进行度盘配置。 (九)全站仪的的正、倒镜观测 光学经纬仪采用正、倒镜观测方法可以消除仪器的视准轴误差、水平轴倾斜误 差、度盘指标差。全站仪虽然具有自动补偿改正功能，视准轴误差和度盘指标差也 可通过仪器检验后的参数预置自动改正。但在不同的观测条件下，预置参数可能会 发生变化导致改正数出现错误，另外仪器自动改

32、正后的残余误差也会给观测结果带 来误差。所以，在等级测量中仍需要正、倒镜观测，同样需要做记录、检核。 (十)全站仪的左、右角观测 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 14 光学经纬仪的水平度盘刻度是顺时针编号，无论望远镜顺时针转动或逆时针转 动，观测的角度均为右角。全站仪的右角观测（水平度盘刻度顺时针编号）是指仪 器的水平度盘在望远镜顺时针转动时水平角度增加。逆时针转动时水平角度减少； 左角观测正好相反（水平度盘顺时针刻度编号） 。电子度盘的刻度可根据需要设置左、 右角观测（一般为右角） 。这一点非常重要，在水平电子度盘设置时应特别注意，否 则观测的水平角度会

33、出现错误。 如水平角实际为 30，则显示为 330。特别是在 平面坐标测量和施工放样测量中设置后视方位时，如果设置为左角就会出现测定点 和测设点沿后视方位左右对称错误。如设置后视方位 0，顺时针转角 90时方位 应为 90，而仪器显示的坐标是按 270计算的。 (十一)全站仪的电子整平 全站仪的的电子整平，当 X、Y 方向的倾斜均为零时，从理论上讲，当照准部 水平方向固定上下转动望远镜时，水平度盘读数就不会发生变化；但有些仪器在进 行上述操作后水平度盘读数仍会发生变化，这是因为全站仪补偿器有零点误差存在。 所以在使用时应注意，对补偿器进行零点误差的检验和校正；电子气泡的居中必须 以长水准气泡的

34、检验校正为准，检验时先水准气泡然后电子气泡。 (十二)全站仪的坐标显示 全站仪的坐标显示有两种设置方式，即 N、E、Z 和 E、N、Z。测量常用的坐 标表示为 X、Y、H 与 N、E、Z 相同。如果设置错误就会造成测量结果的错误。如 在一次测量带状地形图时，同时四个组作业，观测数据导入计算机后，发现一个组 的数据与前后都对接不上，结果就是这个组的仪器坐标设置方式错误。 (十三)全站仪的误操作 全站仪在操作过程中难免发生错误，无论在何种情况发生误操作均可回到基本 测量模式，再进入相应的测量模式进行正确操作。角度测量模式除外的其他测量模 式均为测距，如果没有信号可回到基本模式再准确瞄准棱镜进行相应

35、的测量工作， 否则检查棱镜是否正对仪器。当视线接近正对太阳光应加望远镜遮光罩，否则将无 法测距。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 15 第二章 输电线路测量 第一节 输电线路设计测量 一、输电线路设计测量概述 随着近年来测量技术的发展，架空输电线路的测量经历了经纬仪全站仪动 态 GPS（全球卫星定位系统）及 GPS 与全站仪相结合的演变过程。 在输电线路勘测设计阶段中进行的测量工作，成为输电线路设计测量。随着线 路勘测设计阶段的不同，输电线路设计测量一般可以分为线路初勘测量、终勘测量 两部分。 在线路初步设计阶段，需要进行线路初勘测量。其主要任务是根据地形

36、图上初 步选择的路径方案，进行实地踏勘或局部测量，以便确定最合理的路径方案，为初 步设计提供必要的测绘资料。 。 二、输电线路初堪测量 （一）收集资料（一）收集资料 配合设计人员搜集沿线 150000 或 110000 地形图。当有航摄像片可利用时， 宜结合航摄像片选择路径。航摄像片的比例尺，平地、丘陵地区应大于 130000， 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 16 山区或高山区应大于 140000。 应了解设计人员室内已选定路径方案的起迄点，邻近路径的城镇、拥挤地段及 重要交叉跨越。 搜集有关的平面与高程控制资料。 （二）室内选择路径方案（二）室内选择路

37、径方案 室内选线由设计和测量人员共同进行。测量人员应协助设计人员在地形图上标 出线路的起讫点、中间点和拟建巡线站、检修站的位置；标出城镇发展规划，信笺、 拟建厂矿企业及其他建筑物的范围；标出已运行的输电线路的路径、电压、回路数 以及主要杆塔形式。然后，把拟设计线路的起点、中间点和终点相连，根据相连路 线所经过地区的地形、地质、交通及交叉跨越情况，设法绕过障碍物，修改线路， 从中选择出比较好的路径方案，并用不同的颜色将各路径方案的走径标记在地形图 上，并注明线路的全长。 选线时，要全面考虑国家和地方的利益，以及输电线路对沿线地上、地下建筑 物的影响，认真分析地形、地质、交通、水文、气象等条件，尽

38、可能地使线路接近 直线，使线路沿着缓坡或起伏不大的地区布置。 为了减少暴风和狂风对输电线路的影响，输电线路不宜设在高山岭、分水岭和 陡坡上。 所选择的路径应满足现行各种规定的技术条件外，还应尽量使选择的线路路径 长度最段，少占农田，转角、跨越少，避开居民区、大森林以及地质恶劣地带。此 外，为了便于施工和检修，线路路径应尽量布置在靠近公路、铁路、水路等交通方 便的地带 （三）现场选择路径方案（三）现场选择路径方案 1.现场选择路径时，应配合设计人员进行沿线踏勘。对影响路径方案的规划区、 协议区、拥挤地段、大档距、重要交叉跨越及地形、地质、水文、气象条件复杂的 地段应重点踏勘，必要时应用仪器落实路

39、径。对一、二级通信线，应实测交叉角， 并注明通向及两侧杆号。 2.当发现对路径有影响的地物(房屋、道路、工矿区、军事设施等)，地貌与图 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 17 面不符时，应进行调绘、修改和补测。 3.配合设计人员搜集或测绘变电所、发电厂进出线平面图。比例尺可为 150012000。 当勘测任务书要求提供平面和高程成果时，应进行联测。 4.当线路对两侧平行接近的通信线构成危险影响，且设计人员又难以正确判断 相对位置时，应配合设计人员进行调绘或施测，并绘出相应图件，图中应注明通信 线的等级、杆型、材质、绝缘子数量和通向。比例尺可采用 110000

40、 或 150000。 三、输电线路选线测量 (一)应配合设计人员根据批准的初步设计路径方案，应用仪器实地选定路径转 角位置，并宜测定转角值。 (二)当线路通过协议区时，应按协议要求用仪器选定路径或进行坐标放样。 (三)当线路跨越一、二级通信线及地下通信电缆且交叉角小于或接近限值时， 应用仪器测定路径，并施测其交叉角。 四、输电线路定线测量 (一)直接定线可采用距离分中法或角度分中法。距离分中法的前视点位应取经 纬仪正倒镜不同位置的中点。角度分中法的前视点位，应取经纬仪正倒镜两水平角 的平分点。当采用电子经纬仪不能倒镜时，应逆时针加测水平角半测回。 直接定线后，应检测水平角半测回，并作记录，其角

41、值允许偏差范围1 。 (二)直线桩(Z)、转角桩(J)应分别按顺序编号，严禁重号。固定标桩的埋设， 可根据工程具体情况确定。标桩规格可参照附录 K。 (三)直接定线可采用逐站观测或跳站观测。当采用跳站观测时，其最远点与测 站间距离，平地不宜大于 800m，山区不宜大于 1200m。所加直线桩桩间距离，宜均 匀，且不宜过短。 (四)直线桩应埋设在便于桩间距离测量、高差测量、平断面测量、交叉跨越测 量及检查测量和能长期保存处。桩间距离，平丘地区不宜大于 400m，山区可根据地 形条件适当放长。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 18 (五)间接定线计算及标定桩位

42、应符合下列要求： 1.应在现场及时计算出导线点坐标及方位角，角度取至秒，边长及坐标取至毫 米； 2.放样点坐标计算值与实际放样点允许横向偏差范围5mm； 3.放样点桩间距离可按坐标反算求得。 (六)当间接定线路径较长，又无已知控制点作闭合条件时，应根据间接定线的 长度，沿平行路径方向布设一级或二级导线。但一级导线总长可放宽至 8km，二级 导线总长可放宽至 4km。同时宜以相近路线作两条同等级导线进行校核，其两条导 线在路径直线上同一终点的坐标值，纵向较差应小于该段总长的 1/1000，横向较差 与该段总长之比按正切换算成的角值，应在直线允许偏差范围1之内。符合要求 后采用其中一条点位较多的导

43、线成果。 一、二级导线的高程测量按本规程相应等级规定执行。在无附合或环形闭合条 件时，以两条导线同一终点高差较差进行比较。 (六)在一级或二级导线点上布设支导线，放样转角桩、直线桩、塔位桩时，其 技术要求按规定执行。 五、平面及高程联系测量 (一)线路接近或经过规划区、工矿区、军事设施区、收发信号台及文物保护区 等地段，当协议要求取得统一的平面坐标系统时，应进行平面坐标联系测量。 (二)平面联系测量方法，宜采用 GPS 测量，亦可采用图解、导线、交会等方法。 (三)平面联系测量中，转角塔中心点位中误差的精度限差，不应大于协议区用 图图面的 0.6mm。有特殊要求时，按其精度要求执行。 (四)线

44、路起迄点，宜采用与变电所统一的高程系统。 (五)线路通过河流、湖泊、水库、河网地段及水淹区域，应根据水文专业的需 要进行洪痕点及洪水位高程的联系测量。 (六)高程联系测量可采用光电测距三角高程测量或图根水准测量。当测量的路 线长度大于 10km 时，应采用四等水准测量或四等三角高程测量。有特殊要求时，应 按其要求确定高程测量等级。 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 19 六、平面及断面测量 (一)当设计需要时，应搜集或施测线路的起迄点和变电所相对位置的平面图。 (二)对线路中心线两侧各 50m 范围内有影响的建(构)筑物、道路、管线、河流、 水库、水塘、水沟

45、、渠道、坟地、悬岩、陡壁等，应用仪器实测并绘于平面图上。 (三)线路通过森林、果园、苗圃、农作物及经济作物区时，应实测其边界，注 明作物名称、树种及高度。 (四)线路平行接近通信线、地下电缆时，应按设计要求实测或调绘其相对位置。 (五)断面测量可采用视距、光电测距、直接丈量等方法测定距离和高差，施测 平断面应绘草图。 (六)当采用视距半测回测定断面点的高差时，垂直度盘的指标差不应大于 0.5，超限时应进行改正。 (七)断面点宜就近桩位观测。视距长度不宜超过 300m，否则应进行正倒镜观测 一测回，其距离较差的相对误差不应大于 1/200，垂直角较差不应大于 1，成果取 中数。 (八)当桩间距离

46、较大或地形与地物条件复杂时，应加设临时测站。采用光电测 距仪加设临时测站，应同向两测回或对向各一测回，距离较差相对误差不大于 1/1000，高差较差限差按规范要求执行。采用视距加设临时测站，应进行对向各一 测回，距离较差相对误差不大于 1/200，高差较差限差与上述相同。 (九)选测的断面点应能真实地反映地形变化和地貌特征。断面点的间距，平地 不宜大于 50m。独立山头不得少于 3 个断面点。在导线对地距离可能有危险影响的 地段，断面点应适当加密。对山谷、深沟等不影响导线对地距离安全之处可中断。 (十)当边线地形比中心断面高出 0.5m 时，必须加测边线断面， 施测位置应按 设计人员现场确定的

47、导线间距而定。路径通过缓坡、梯田、沟渠、堤坝时，应选测 有影响的边线断面点。 (十一)当遇边线外高宽比为 13 以上边坡时，应测绘风偏横断面图或风偏点。 风偏横断面图的水平与垂直比例尺应相同，可采用 1500 或 11000，一般以中心 断面为起画基点。当中心断面点处于深凹处不需测绘时，可以边线断面为起画基点。 当路径与山脊斜交时，应选测两个以上的风偏点，各点以分式表示，分式上方为点 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业设计说明书 20 位高程，下方为垂直中线的偏距，偏距前面冠以 L 或 R(L 表示左风偏点，R 表示右 风偏点)。 (十二)平断面测量，直线路径应以后视方

48、向为 0，前视方向为 180。当在转 角桩设站测量前视方向断面点时，应将水平度盘置于 180，对准前视桩方向。前 后视断面点施测范围，是以转角角平分线为分界线。 (十三)平断面图从变电所起始或终止时，应注记构架中心地面高程，并根据设 计需要，施测已有导线悬挂点横担高程并注明高程系统。凡分段测量，相邻两段均 应在图纸上注明接合处桩位的相对高程值，并加以说明。 (十四)线路平断面图的比例尺，宜采用水平 15000、垂直 1500。绘制平断 面图，应根据现场所测数据和草图，准确真实地表示地物、地形特征点的位置和高 程。图面应清晰、美观。 (十五)500kV 直流线路接地极极址地形图的测量按 GB50026 有关规定执行。 坐标系统可采用任意直角坐标系，以路径前进方向为 X 轴，坐标方位角为 0，与 之相垂直的方向为 Y 轴。坐标不宜出现负值。 (十六)接地极极址环形断面测量，除应测出地形特征点外，还应在环形线上每 隔 20m 测出断面点间距与高程。将环形按直线形绘制平断面图。 (十七)极址两分塔与环形中心间的平断面图