J2经纬仪、全站仪和GPS线路复测中的应用

J2经纬仪、全站仪和GPS线路复测中

方法的运用和探讨

[摘要] 输电线路施工的测量工作，运用不同的设备其效率差异很大，测量人员应根据现场实际环境和施工的不同阶段选择适当的设备，本文针对J2经纬仪、全站仪和GPS三种测量设备在线路复测中解决问题的特点进行了有针对性的阐述，以供设备应用人员参考。

[关键词] J2经纬仪全站仪 GPS 线路复测

一、概述

线路测量工作作为线路施工的第一项工作，在整个线路施工中非常重要。在以前的线路复测中，测工主要依靠J2型经纬仪对线路进行一般的测量，当遇到比较复杂的跨越环境时，J2经纬仪的复测效率很低，特别是对较长距离的复测，J2经纬仪的精准度也很低。随着科技的发展，全站仪和GPS在线路测量中得到广泛的运用，使得线路复测效率越来越高。尤其是GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK），在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS 技术有着巨大的优势：测量精度高; 操作简便，仪器体积小，便于携带; 全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。

但高精度仪器对测工的素质要求也越来越高，测工在熟练使用仪器同时，还要根据现场的具体情况采用不同的测量方法才能保证线路复测精度。下面介绍J2经纬仪、全站仪、GPS在线路测量使用中经常遇到几种问题的解决方法。

（普通J2经纬仪）（全站仪）（GPS测量设备）

二、线路复测中经常遇到的问题

1.线路中有障碍物，需要绕桩。

2. 线路在复测和分坑中转角桩的丢失和补桩。

3.大高差线路的水平档距的复测（含交叉跨越的测量）。

三、不同仪器在测量中解决问题的方法

线路复测中有障碍物需要绕桩

1.基本的J2经纬仪器在线路复测中，由于仪器本身在距离测量时的精度不高，导致J2

仪器使用的局限性，不得不使用钢卷尺进行辅助的测量，测量的方法也只能使用等腰三角形绕桩法和矩形绕桩法。（方法如图：）

2.全站仪器在线路复测过程中，仪器在角度和距离上的精确性使得在线路绕桩上就轻松和

随便的多，多采用任意三角形的绕桩方法如图

计算公式：a^2=b^2+c^2-2*b*c*cosA

b^2=a^2+c^2-2*a*c*cosB

c^2=a^2+b^2-2*a*b*cosC

3.GPS在线路测量中由于本身没有光学的观测的性质，仪器本身不受地形的影响和阻碍，

所以在测量中无需绕桩。测量方法有以下两种。

①第一种在线路复测时，得到设计提供的桩基定位的成果坐标，由于设计提供的基本多

是地方的坐标（及54坐标），所以将设计坐标输入保存以后，在仪器设置中使用一步法进行坐标的换算和配置。这种方法的前提条件是要在线路上找到几个连续桩基点，用测点法得到坐标和已有的54坐标进行计算配合（为了保证精度三个桩基最好是连续耐张段三个转角桩）。然后利用地方54坐标换算成标准的84坐标，才能线路进行复测。由于54地方坐标和84坐标在配合上有计算误差，所以在数据匹配中仪器会显示一定的误差一般不会超过20mm（如超过应检查仪器测量基准点和计算配合时是否有误差）。

②第二种方法是直接利用仪器的84坐标进行测量，要求在一个耐张段用两点测量的方法（通常这两点是耐张段两侧的转角桩）。测量两个基点后保存坐标，在仪器的放样界面里使用代放样线段将两点连接起来，这样就形成了一个完整的放样线。然后依照平断面图对耐张段进行复测。

线路复测分坑中转角桩丢失的补桩方法

1、J2经纬仪在线路中转角补桩补桩方法主要是以交线法为主如下图:

先在一侧的线路桩测量，将转角一侧的的线路桩方向引直线超过原中心位置（用视距尺控制）补一方向延长桩，用此方法补转角另一侧方向延长桩。所得交叉点即转角中心桩。

2. 全站仪在线路中的转角补桩方法有主要两种：

1.第一种方法交线法如下图：

在作业中选择基本测量，此时全站仪和普通经纬仪一样显示水平角度，竖直角度。校核转角桩操作和普通经纬仪一样。

2.第二种方法坐标法（坐标由设计提供）在仪器的放样操作中使用其中的坐标法，将仪器架设在线路桩上对中找平，使用坐标法将本点坐标输入仪器。然后对准辅助点进行测量，将辅助点坐标输入仪器，使用测点法后仪器会自动显示转角桩位距离和角度，这样测工就可以指挥其他辅助人员（操作棱镜人员）在点位置依照仪器角度和距离的提示进行多次的校合，直到距离和角度符合坐标显示，补桩即可。最后复核桩的转角度数。坐标法的测量被广泛的应用在大跨越群桩的定位和校核，如500千伏三江口大跨越。（方法如图：）

3.GPS补转角桩方法主要有两种方法

①坐标法，使用设计提供的坐标直接找出转角桩，然后复核其转角度数，补桩符合测量标准即可。

②交线法（在无设计提供坐标情况下），仪器在转角桩的大小号侧各测量两个点并保存。使用放样功能中代放线段方法使两个代放样线汇交于一点，得到转角桩。最后校核转角桩的度数使其符合测量标准。（如图：）

③GPS在线路测量中怎样得到线路的转角度数。第一种方法是经过计算获得（将转角坐标代入计算获得）。第二种是将转角坐标使用CAD软件绘出得到转角度数。以上的方法由于需要辅助的设备比如计算机等故不多做介绍。下面介绍一种在线路测量中使用仪器直接可以看到测量度数的方法。在放样作业里先选择一个放样线段，然后将放样设置里的显示方法调整为极坐标形式，将仪器放置转角方向的下一个点，仪器即可显示转角度数。

大高差线路的水平档距的复测（含交叉跨越的测量）。

1. 经纬仪在交叉跨越的测量和测量大高差线路的水平档距中的使用。

①J2经纬仪在测量大高差线路的水平档距的复测（含交叉跨越的测量）时，测量得到的档距需要使用三角函数进行计算，得到交叉跨越值。（如图：）

计算公式为H= L * tgα（L为视距）

由于J2仪器本身视距的精度限制，使得仪器在测量交叉跨越是会产生一定的误差，故在测量交叉跨越测量使用中尽量选择小100m的视距以保证测量精度。

②在大高差线路的水平档距的测量时一样需要用三角函数进行计算。具体方法和计算如图：

水平档距公式为L=l*Cos2α

L为水平档距

l为斜距

α为垂直读盘的度数

2. 全站仪在交叉跨越的测量和测量大高差线路的水平档距中的使用。

①全站仪在交叉跨越的测量中的方法和J2仪器方法基本一样（在仪器作业中选择悬点测量）。在全站仪测量交叉跨越时有两个选择1.第一种在测量交叉跨越时地形起伏不大时，使用仪器自身携带的附件仪高尺测量出仪器高，然后输入仪器高测量出准确视距，直接得出高差就好。2.第二种测量时地形起伏大时，要事先测量仪高和被测物高程Z，然后输入仪器再进行测量得出数据即可。

②全站仪在测量大高差线路的水平档距的复测时可以直接得到水平档距、斜档距，只要注意区分就可以了。(水平档距标示为HD，斜距为SD)。

3.在交叉跨越的测量和测量大高差线路的水平档距中的使用。

使用GPS测量大高差线路的水平档距时可以直接读出水平档距和高程，由于仪器只能测量出测工和仪器能到达点的高程，故不可以在输电线路交叉跨越测量中使用。

三、结语

全站仪和GPS等高科技仪器在线路复测中的使用，大大提高了线路测量的效率，使得线路测量工作变得简单起来，其精度和可靠性也是普通仪器不可比的。全站仪和GPS 在线路测量中越来越多的使用，使得测工要有很高的综合专业素质，除了要熟悉仪器的操作以外，还要根据现场的情况选择正确测量的方法，才能保证线路测量的精度。在使用高科技仪器时我们也要看到普通仪器优点，比如普通仪器在基础分坑时要比GPS简单的多，也更加好控制。同时GPS也有很多缺点比如其信号容易受到干扰，其接受机上方不能有遮盖物，在树林中不能使用等。所以在线路施工中测工因地制宜的选择仪器和测量方法，同时不断的总结经验，才能更好地做好线路测量工作。

注：文中的仪器为江苏省送变电公司具有代表性的仪器，J2经纬仪为苏州光学仪器厂生产。GPS和全站仪全为莱卡公司生产，其他型号仪器测量方法相同但工作作业界面不一样，在使用时注意区分。