浅谈高压线对RTK测量成果的影响

摘 要：GPS RTK 技术由于受卫星信号、接收机状态、测站周围环境及仪器操作的影响,其观测成果的精度和可靠性一直是测绘工作者讨论的主题。本文选择在高压线下测量对RTK 测量成果影响的情况，进行实验分析，得出一个对工程测量实践有参考价值的测量成果。

关键词：高压线；GPS RTK测量成果影响

中图分类号：TM726文献标识码： A

引言

由于GPS RTK局限性，其在多路径影响下的精度一直让业内人士存在较大困惑。本文选择在高压线下测量对GPS RTK 测量成果影响的情况分析，从中得到一些有价值的结论，以得出一个对工程实践作业的参考结果。

一、正常情况下GPS RTK 成果的精度检测与分析

1 实验概况

1)实验场地布置

这次关于传统RTK 精度检测的实验场地选在承德县县城，地势比较平坦，且视野比较开阔，有利于GPS 点的设置和观测[2];此次用于实验的检测点为4 个E 级静态GPS 控制点（4 个点坐标和高程已知），加密的6个一级导线点，该E 级静态GPS 控制点位见图1。

2)实验方法

实验所用仪器是上海华测导航技术有限公司生产的测地型（T5）GPS RTK 测量系统，将基准站架设在控制点上和手簿连接并设置好，设置好基准站后从手簿中取消绑定。再将手簿和流动站连接，先将已知点的地方坐标输入手簿中，到已知点采集数据，当手簿提示所测点的精度已经达到固定解时，求出厘米级精度的流动站位置并记录下测点数据，依次测量其它各已知点后进行点校正。

2 正常环境下的RTK 成果精度检测

实验基本情况

在测区的内选取4个GPS 控制点（4 个点坐标和高程为已知），用4台华测（T5） GPS 接收机建立一个GPS E 级静态GPS 控制网，面积约2km2，如图3；随后用精密单点定位（观测3个小时以上）确定GPS 4个点的精确WGS-84 坐标，从而用南方测绘GPS 数据处理软件计算出整个控制网精确的WGS-84 坐标和地方坐标，解算的点位精度：①WGS-84 大地坐标最大偏差：dB=0.000028〃；dL=0.000037〃；dH=2.258mm；②自由网平差单位权中误差为：±0.0236m；③地方坐标的最大偏差：dx=0.678mm；dy=0.702mm；ds=1.046mm；dh=2.253mm；④约束平差的单位权中误差为：±0.005m。故此次静态GPS 测量解算精度较高。在以上的E 级GPS 控制网（图1）中选取两条边作为布设一级附合导线的控制边，详见图2。其中DX01～DX06 为未知点；所选点也均在测区内，然后用拓普康332全站仪（测距精度±（2mm＋2ppm×D））按一级导线的要求测出未知点的平面坐标。

图2 一级控制导线

全站仪数据解算结果如表1：

以上一级导线控制点所处的位置视野开阔，没有大障碍物（如高功率发射台，湖面，高大建筑等）的干扰，比较正常，基本符合GPS 选点的要求，同时通过解算坐标，对比发现全站仪观测的数据与静态RTK 观测的数据十分接近，误差在4毫米左右，因此正常情况下，GPS RTK 观测的数据实，准确可靠。

二、 高压线下GPS RTK 成果的精度分析

本文静态GPS 观测采用的仪器为华测（T5）GPS 接收机来完成，该接收机能达到的标称精度为：平面±(10mm+1.5×10-6 ×D)，高程±(20mm+1.5×10-6 ×D)；下面就对受高压线影响的情况下数据的采集步骤与方法进行介绍。

实验方案

控制点布置以及静态GPS 测量此次实验布置了七个控制点，网形设计如图3。

图 3 静态GPS 测量控制图

然后在七个点上进行静态 GPS 观测，通过四台华测（T5）接收机同步观测，作业程序分3个时段完成，采样间隔：10 秒，观测时间50 分钟，3个时段设计安排如表2：

表2静态观测时间表

观测时段 观测点号

8:10―9:00 K1号、K4号、K2号、K3号

9:30―10:20 K2号、K4号、K7号、K6号

10:50―11:40 K2号、K6号、K5号、

同时对K5，K6 号点之间的边长用全站仪进行了多次观测，确定结果可靠，同时根据K5，K6号点与WGS-84 的大致位置假定K5号点坐标为（8000，8000），K6 号点（8220.9606，8043.2173）然后通过内业处理得到各点的WGS-84 坐标如表3 以及独立坐标如表4。

表3控制点ＷＧＳ－８４坐标

点号 B L 点位精度（Cm）

K1 40°46′26.25″ 118°09′06.38″ 0.35

K2 40°46′33.24″ 118°09′11.92″ 0.46

K3 40°46′28.80″ 118°09′03.89″ 0.48

K4 40°46′40.71″ 118°08′58.92.″ 0.36

K5 40°46′40.32″ 118°10′31.59″ 0.01

K6 40°46′47.49″ 118°10′33.28″ 0.13

K7 40°46′58.91″ 118°10′38.46″ 0.27

表4 独立坐标系下平面坐标

点号 坐标X(m) 坐标Y(m)

K1 7553.713 5767.497

K2 7769.882 5911.706

K3 7631.950 5701.816

K4 7998.094 5569.260

K5 8000.000 8000.000

K6 8220.961 8043.217

K7 8573.556 8177.152

根据内业处理得到GPS 基线向量的残差见表5：

表5 GPS 基线向量的残差表

起点-终点 X方向残差（Cm） y方向残差（Cm）

K1-K2 -0.21 -0.30

K1-K3 -0.23 -0.22

K2-K4 -0.26 -0.42

K3-K4 -0.20 -0.19

K4-K7 -0.18 -0.26

K7-K6 -0.11 -0.18

K1-K5 0.17 0.20

K5-K6 0.02 0.02

约束平差单位权中误差为：±0.0097m，解算精度较高。

高压线对GPS RTK 测量结果的影响

在高压线塔下进行GPS RTK 测量不可避免受到电磁场的影响，主要有：一是导致伪距测量中的误差增大，使定位精度降低；二是干扰GPS 信号影响接收机的捕获和跟踪。

本节采用的高压线塔为县城北山至县城的110 千伏的高压线塔，旁边除了高压塔之外，地势平坦，视野开阔，观测条件良好；在高压线塔旁边布置了一些点，以距离的远近来布点，点位情况具体见图4.且全部的点先用全站仪进行的观测，以全站仪的数据作为真值来检测RTK 测量的数据的精度，这里的全站仪观测的点位坐标都是通过K5，K6 号点坐标进行了联测，数据真实可靠。

图 4 高压线塔布点图 （备注 C0 在高压线的正下方）

下面就较差与高压线距离关系进行分析。

分析较差与高压线距离的关系，同样观测了3个时段的数据，这里只列举了其中一个时段的对比数据进行分析。下面把较差以及点与高压线距离的相关数据整理如表6：

表6较差与高压线距离数据表

下面通过表6 的数据，画出较差与高压线的距离关系如图5：

图5 较差与高压线距离关系图

通过图5 分析看出，点距离高压线越近，误差有越大的趋势，在距离高压线塔10 米的地方较差达到分米级，在距离高压线150 米之内的点较差都大于0.05m，而只有点距离高压线大于150 米的地方，点的较差达到0.0416m，小于5 厘米，从此看出，高压线确实对GPS RTK 测量有影响，且在总体趋势上是离高压线越远，高压线对GPS RTK 测量结果影响越小。

三、结论及有待研究的问题

通过对正常和不利情况下（高压线）的观测及数据分析，可得到以下结论：

(1) 正常情况下的RTK 成果进行了精度检测，文中通过静态GPS 观测和全站仪数据对比发现这些RTK 成果的精度可靠，平面坐标的较差都在5 厘米以下，能满足四等测量要求。

(2) 研究了高压线塔对RTK 测量成果精度的检核，通过对测量点与高压线塔的距离的关系分析，得出RTK 测量的精度问题，发现点与高压线距离超过150 米，高压线对RTK 测量影响很小。因此建议在布置GPS 观测点的时候距离高压线应大于150 米。

（3）是否在存在一个临界点刚好不受高压线影响还有待于实验的进一步研究。

参考文献

[1]卡普兰，寇艳红(译),GPS 原理与应用[M],电子工业出版社，2007-7（113-114）

[2]李天文，GPS 原理及应用(第2 版)[M], 科学出版社,2010-2

[3]欧斌,GPS-RTK 与常规控制测量的误差对比分析研究[J],工业技术,2009（32），221-222

作者简介 谢文友，（1955.11），男，汉族，承德县水务局,高级工程师，学历：大学本科，