RTK结合全站仪在加蓬布巴哈水电站输电线路测量中的方法及实施

摘要：布巴哈电站输电线路经过区域复杂，其间有河流、泥泞沼泽、森林覆盖范围广，考虑到RTK测量对卫星信号的依赖，故施测时采用RTK结合全站仪进行线路测量既能按质完成工作，又能提高工作效率。

关键词：布巴哈水电站RTK结合全站仪数据处理

Abstract：Cloth Baja power transmission line through regional complex, there is a river, muddy swamps, forest coverage, considering RTK measurement for satellite signal dependent, so the measurement using RTK combined with total station surveying can according to the completion of work, but also can improve the working efficiency.

Key words: cloth of Baja hydroelectric power station RTK combined with total station data processing

中图分类号：TV74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

1.工程概况

加蓬大布巴哈水电站位于加蓬弗朗斯维尔地区(Franceville)奥果韦(Ogooue)河上游流域布巴哈(Poubara)地区。整个测区地理坐标约为东径13°25′34″~13°33′15″，南纬1°39′44″~1°46′34″。

大布巴哈水电站一期工程装机容量160MW，多年平均发电量9.50 亿Kw.h；电站水库正常蓄水位411.0m，最高运行水位413.75m，最低运行水位405.0m，总库容4.5亿m3。一期工程由挡水建筑物、溢流建筑物、下游放水建筑物、引水建筑物、发电厂房和开关站组成。挡水建筑物采用中央河床碾压混凝土坝和两岸粘土心墙坝的混合坝型，坝顶高程415m，最大坝高37m。发电厂房为地面式布置，其中安装4 台单机容量为40MW 的水轮发电机组。 Franceville现有输配电网络有下列几条线路：

1 、POUBARA-FRANCEVILLE的线路和POUBARA-MVENGUE-MOANDA的线路（63kv）。

2 、FRANCEVILLE- MVENGUE线路（20kv）。

3 、MOANDA建有一座63/30kv的变电站，通过两条30kv的线路向MOUNANA和BAKOUMBA输电（并与CONGO-MBinda的线路连接）。

4 、FRANCEVILLE建有一座63/20kv的变电站，通过一条20kv的线路向LECONI地区输电。

5 、MOYABI建有一座10MW的备用电站，通过一座63-5.5kv的变电站向MOYABI的无线电发射站供电。

2.坐标系统及数据处理

根据测量任务及实际情况，实行GPS结合全站仪进行整个输电线路、变电站及开关站的测量。

本次测量所采用的计算方法全部采用电脑软件对数据进行处理， 坐标基准及投影方式以2009年4月法国科英公司测量专家到现场对枢纽区控制网复测后给出的结果为准，与工程区及库区坐标系统一致，采用UTM投影，投影分带为33M。以B3(9804434.877，338883.067，393.455）为基准点，在线路附近开阔地区布设控制点，其中POUBARA FRANCEVILLE的63kv输电线路共布设测量控制点9个，从Moanda-COMILOG的220kV输电线路共布设控制点16 个，其中COMILOG开关站附近布设控制点 2个。

测量时在控制点B3 架设GPS接收机，同时在线路埋设的控制点上架GPS接收机，进行联测，所有观测数据由GPS接收机自动记录，观测完成后传输至电脑由厂家提供的软件进行相关内业解算工作，解算出线路控制点坐标。

3.输电线路勘测的目的以及线路布置

测量所使用的机器设备主要有：徕卡TCR402全站仪一台套，中海达V8动态GPS四件套，手持式GPS 四台，对讲机8对，笔记本电脑3台，数码照相机1台。

3.1勘测目的

本次线路勘测的主要目的是确定线路走廊带状区域的勘测以及变电站的位置 ，以便对大布巴哈水电项目输配电线路进行布置， 获得《初步设计》和《施工图设计》所需要的必要的地形信息并确定主要的地理参数，例如为了确定接地网络的尺寸而需要获得的变电站基础的承载力，以及土壤的电阻率。对布巴哈工程现场地区线路以及相关的地形进行测定，以便对POUBARA FRANCEVILLE 和 POUBARA MOANDA的输电线路进行布线。

3.2线路的布置

大布巴哈工程主要应该为Moanda的矿区、 Franceville和Moanda地区的居民以及两个主要消费中心地区的工业和经济活动供电。

人口稠密的地区集中在现有的道路和线路的轴线上，特别是FRANCEVILLE M’VENGUE 以及 M’VENGUE MOANDA地区。线路和变电站预计布置如下：

从大布巴哈开关站起，应按现有63kV线路方向水平布置一条220 kV 的线路，一直通往M’vengué的机场，然后向北，至Monts de MBouma处，以便沿着铁路向西北延伸至Moanda。

从大布巴哈开关站起，一条63 kV的线路向北延伸到Franceville，基本上与现有线路平行。

大布巴哈厂房的上游将新建一座升压开关站，这个开关站包括一条220kV出线和一条63kV出线。布巴哈现有63kV线路将连接到大布巴哈63kV开关站上，然后按照原定路线通向Franceville和Moanda。

在Moanda 预计新建一座变电站，以便布置220 kV的排架 （63 kV进线及63 / 20 kV变电）。

Franceville 现有变电站需要扩建，以便布置新的排架（63 kV进线以及 63 / 20 kV变电）。

3.3 线路走廊

1. 应对标桩工作时标记的线路走廊进行地形测量。

2. 线路走廊沿着现有轴线或现有林间小路，或与之平行。

3. 通向Franceville的63kV线路：在现有POUBARA FRANCEVILLE西侧，从大布巴哈开始。

4. 通向Moanda-COMILOG的220kV线路。

5. 在POUBARA M’VENGUE 63 kV线路东侧，直到M’VENGUE机场。

6. 从机场出来，220kV线路与63kV线路交叉，然后向西延伸约1km。

7. 最后，线路延伸至加蓬铁路处，沿着铁路线通向Moanda, 直到待建的Moanda COMILOG变电站处。

4.输电线路测量内容、施测方法及具体操作

4.1.测量内容

1.根据测量技术规定测绘全线的中心断面和与中心断面高差为O.5 m以上的两侧边线断面图、中心线两侧各30m宽的平面图,在中心线轴线上10米测量一个点，在中心线两侧15米测量一个点。并根据设计人员的意见增测必要的数据。沿标记的线路走廊中心线的地形剖面图的比例尺为：高度1/500；长度 1/2500。

2. 本工程线路中心至边线间距离一般按30m考虑(特殊地带根据设计人员要求适当加测) ,当边坡高宽比不小于1: 3时,应测绘风偏横断面图,并在平断面上标注出各危险点的高程、左或右边线、距线路中心线水平距离。

3. 线路若经过有林地段(包括一般树种和经济林木)时,测绘线路中心及线路中心至边线距离30m内(特殊地带根据设计人员要求适当加测)林木高度,并将林木高度及树种名称标注在断面图及平面图上。

4. 对线路中心线两侧各50m内房屋建筑及其他构、建筑物应测绘并标注在断面图及平面图上。

5. 沿着线路走廊勘测有关土壤类型（低洼、干躁…）以及地表覆盖的植被的信息，对于植被矮（小于30m）的地区要对线路走廊宽度进行勘测，对于植被高（大等于30m）的地区，勘测宽度要增加。

6. 所有交叉跨越物,如公路、电力线、通信线(I、II级含交叉角)、埋地电(光)缆、水利设施等均进行实测,并标注在断面图及平面图上。

7. 对交叉跨越的通航河流、水库、洪水淹没区、在建或待建等级公路等根据设计要求连测有关的坐标、高程(包括洪痕高程)等,为准确定位 提供测量数据,并按规定标注在断面图及平面图上。

8. 线路经过的采石场,不论大小,均应测量线路与采石场的最近距离。

9. 当设计人员根据现场情况认为在局部走廊拥挤地段(如房屋密集地 段、障碍物较多、通视情况不好的地段等)需用仪器优化选线时,应配合做好多方案比选工作。

10. 全线杆塔位（预计）均需按设计人员的具体要求测量每基塔位平断面图或拉线基础与杆塔位基础的高差。

11. 所有杆塔位均应有桩,重要转角桩应有副桩。

12. 预计杆塔基面的测量要求；根据现场所定塔位对各杆塔测量塔基平断面图（图A）。要求每基杆塔位分别测量从中心桩至A、B、C、D四个基础方向的断面和E、F两个垂直线路方向的横断面（跨林高塔及转角塔可不测E、F断面）以及离中心桩r=15米范围内的平面图。 考虑现场的不确定因素, A、B、C、D断面要求测量范围为L≥15米,每L段须是5个测点以上的连线;E、F断面要求测量范围Lb≥15米。当在塔位中心桩方圆(半径15米〉范围内有河、塘、沟、渠、坟、 穴等设施及机耕路时需测量并标注在平面图内。并为结构设计提供塔基断面成果图(塔基断面格式图B)。

注1：横轴代表距离，纵轴代表高差，两轴交点为杆塔中心。横轴右侧箭头代表线路前进方向。

注2：A、B、C、D为塔角方向，顺时针编号，与线路起始方向的夹角由塔型和转角角度决定。

注3：塔基断面的纵横比例尺分别为1：100、1：200，若断面起伏较大时可均为1：200。

图B：塔基断面格式示意图

当转角为0时, y轴为线路方向;当为左转α(或右转α〉时, y 轴为线路方向左转α/2 (或右转α/2)的方向, x轴与y轴垂直。 杆塔位桩编号:转角桩从J1起编,直线桩从Zl号编起，辅助桩从Fl号编起

13. 在Moanda的Comilog工程的区域，业主提供一处 100 m x 50 m 的区域，在已经确定了位置的区域，变电站区域测1/500的地形图。平坦区域等高线间距为0.5m，有坡度区域等高线间距为0.25m。

4.2.线路及变电站的具体测量

对线路进行踏勘后发现，线路经过很多森林、河流、深沟区域。由于考虑到线路测量的精度，故采用RTK结合全站仪对线路进行测量。其具体的操作过程为：

（1）无森林、深沟的开阔区域

直接用RTK 测量线路中心线及中心线两侧各30m范围的地形。其中线路中心线10m左右采集一个测量点，线路两侧15m左右采集一个测量点。在地形变化突出的地方加测地形变化点。在塔基处对线路的横向、纵向和斜向进行测量，大概5m左右采集一个测量点。在经过田地、房屋、公路或其他建筑物时，对线路左右50m范围内的地物都进行了测量记录，并在最后的测量成果图中详细进行了标识。

（2）森林区域的测量

在森林覆盖区域，由于考虑到GPS的接收精度，故采用RTK结合全站仪的测量方法。先用RTK将控制点坐标引到线路上（在森林边的开阔处预先做两个临时控制点，用RTK对临时点测量十次，取其平均值作为临时控制点的坐标），然后在临时控制点上架设全站仪，用全站仪放样出线路的方向，指挥工人顺线路轴线方向砍出一条5m宽的无树区域，在此区域架设全站仪，顺线路方向进行测量。其中线路轴线方向大约10m左右采集一个测量点，线路两侧15m左右采集一个测量点，在地形变化较突出的地方加大了测量点采集的密度。在进行塔基测量时，将点引至塔基处，然后分别对塔基的纵向、横向及斜向进行了测量，其测量点密度为5m左右采集一个测量点。对线路范围内高大的树木、公路或地物等都进行了详细的测量记录，并在最后的测量成果图中进行了详细的标识。

（3）Moanda变电站、大布巴哈开关站、Franceville扩建变电站的测量

在Moanda变电站位置，根据业主所提供确定的变电站区域附近埋设控制点两个，由于此区域比较开阔，故采用RTK 对此区域附近100m100m范围的地形进行了详细的测量。其测量点采集密度大约为5m左右采集一个测量点，详细的测量了周围100m范围内的地物并在最后的测量成果图中进行了详细的标识。对大布巴哈电站上游升压开关站范围内的区域地形进行了详细的地形测量，对Franceville扩建变电站范围内的区域进行了详细的地形测量，对此区域附近的地物等进行了详细测量记录，并在最后的测量成果图中进行了详细的标识。

5.输电线路测量成果

此次输电线路测量共埋设并测量63kv线路测量控制点9个，测量线路长度为100000m，测量塔基100个。埋设并测量220kv线路测量控制点16个，测量线路长度为1000000mm，测量塔基100个。测量了Moanda变电站区域100m100m范围地形、大布巴哈电站上游升压开关站范围内的区域、Franceville扩建变电站范围内的区域。

6.结束语

本次线路测量过程中各项指标均严格按规范进行控制，其中控制点坐标采用RTK接收机直接记录，再通过配套的中海达RTK数据处理软件进行平差计算出各个控制点坐标；在测量开阔区域时采用RTK 进行测量，在测量不开阔区域时采用RTK配合全站仪直接记录测量数据，内业全部通过数据处理软件处理，再用专业绘图软件对数据进行处理成图的方式进行。该线路的测量方案、测量方法及各项数据计算处理都具有一定的技术价值，可为其它线路测量提供一定的技术参考。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。