探析GPS在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用

（國網(wǎng)福建福清市供電有限公司，福建 福州 350300）

探析GPS在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用

馮 鋒

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GPS和傳統(tǒng)的測量工作相比，具有工作效率高、使用人數(shù)少、定位時間短、操作簡單、全天候工作、定位精度高、測站之間無需通視等優(yōu)點。因此，將GPS應(yīng)用在架空輸電線路測量中，能夠為架空輸電線路設(shè)計提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，顯著的提高架空輸電線路的設(shè)計精度。文章分析了GPS系統(tǒng)的組成、工作原理以及特點，然后以某110kV架空輸電線路為例，探析了GPS在架空輸電線路設(shè)計中的實踐應(yīng)用，以供參考。

GPS；架空輸電線路設(shè)計；應(yīng)用

前言

GPS即全球定位系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而形成的新一代精密衛(wèi)星定位與導(dǎo)航系統(tǒng)。近年來，GPS系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在國民生活的各個領(lǐng)域中，并且發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。通過將GPS應(yīng)用在架空輸電線路設(shè)計中，能夠?qū)崿F(xiàn)對架空輸電線路的全覆蓋、全天候測量，并快速的為架空輸電線路設(shè)計提供精確的三維坐標(biāo)，這對提高架空輸電線路設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性具有至關(guān)重要的作用。

一、GPS系統(tǒng)的組成、工作原理以及特點

1 GPS系統(tǒng)的組成

GPS系統(tǒng)由三個獨立的部分組成，分別為：用戶設(shè)備部分，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，承擔(dān)獲得必要的定位信息以及導(dǎo)航信息，并通過數(shù)據(jù)分析和處理，完成定位和導(dǎo)航的任務(wù)；地面制成系統(tǒng)，主要包括5個檢測站、3個注入站、1個主控站；空間部分，若干個工作衛(wèi)星以及備用衛(wèi)星。

2GPS系統(tǒng)的工作原理

GPS系統(tǒng)是衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理表現(xiàn)為：將GPS接收裝置安裝在要求的某一個位置點，GPS衛(wèi)星發(fā)出導(dǎo)航電文，由GPS接收裝置接受三顆或者三顆以上GPS衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航電文，通過各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算以及數(shù)據(jù)處理，計算出某一時刻時，GPS接收裝置到達(dá)GPS衛(wèi)星的距離，當(dāng)計算出兩者之間距離的同時，通過接收衛(wèi)星星歷能夠得到某個位置的空間坐標(biāo)。在使用的坐標(biāo)系統(tǒng)中，GPS系統(tǒng)常用的坐標(biāo)系統(tǒng)包括兩種，一種為空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)，另一種為地固坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)實際需求可以進(jìn)行坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換，以便于更好的表示控制點的位置。

3 GPS系統(tǒng)的特點

GPS系統(tǒng)的特點主要包括：全天候作業(yè)、操作簡單方便、提供三維坐標(biāo)、觀測站之間不需要通視、抗干擾能力強、定位速度快、精確度高、功能多、適用范圍廣、全球連續(xù)覆蓋等。

二、GPS在架空輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用

1應(yīng)用實例

文章以某架空輸電線路工程為例，該架空輸電線路為110kV雙回輸電線路，線路全長為20km，由于該架空輸電線路的距離非常長，所以沿途經(jīng)過了森林、河流、山地等眾多地形，如果采用人工測量的方式，不僅會增加測量人員的工作強度，在一些危險的地形還會威脅測量人員的生命安全，并且人工測量的準(zhǔn)確度相對較低，并不能夠滿足架空輸電線路設(shè)計的相關(guān)要求。

2 GPS在架空輸電線路設(shè)計中應(yīng)用的要點分析

2.1 GPS設(shè)備安裝的位置應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的具體狀況，由于基準(zhǔn)站是固定不動的，不能保證基準(zhǔn)站的無線電波和移動站保持緊密的聯(lián)系，為了能夠更好的接收衛(wèi)星信號，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的矯正，保證基準(zhǔn)站的無線衛(wèi)星信號的傳輸質(zhì)量，應(yīng)該選擇無強電磁干擾、上空視野開闊的地方設(shè)置基準(zhǔn)站。

2.2 在設(shè)計的過程中，設(shè)計單位應(yīng)該對架空輸電線路進(jìn)行線路勘察和定線，對設(shè)計方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行綜合的比較，確定設(shè)計方案之后，精確的定位出線路。

2.3 施工單位應(yīng)該嚴(yán)格的按照設(shè)計單位的原始樁位對線路進(jìn)行復(fù)測，因此施工單位必須已知新設(shè)計線路上的兩個原始樁位的具體位置，移動站由專業(yè)的操作人員移動并進(jìn)行測量。

2.4 如果線路測量中出現(xiàn)交叉跨越點的需增釘輔助樁、增加樁位前后的方向樁、補釘丟失的直線樁等狀況時，應(yīng)該采集所有線路兩端樁點的坐標(biāo)，并把手簿設(shè)計成線路放樣的模式，再利用放樣指示功能，通過操作移動站就能夠方便的進(jìn)行左右、前后移動，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計資料找出需要的樁位，根據(jù)測量現(xiàn)場的具體狀況以及工作目標(biāo)增加輔助樁以及方向樁。

2.5 對交叉障礙物進(jìn)行測量的過程中，利用設(shè)備放樣指示功能確定線路障礙物的范圍以及走向，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計要求確定允許的安全距離。對障礙物進(jìn)行碎部點采集，通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，能夠準(zhǔn)確的算出障礙物是否被拆除，并且還能夠計算出障礙物被拆除的面積。

2.6 在實際應(yīng)用的過程中，在任何位置都能夠調(diào)出已經(jīng)輸入的線路的名稱，例如輸入M航點，導(dǎo)航功能就能夠準(zhǔn)確的找出所在位置線路的方向以及大概的距離，還可以根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的公路導(dǎo)航頁面、羅盤導(dǎo)航頁面、地圖頁面以及其他信息頁面確定前景的方向以及距離，這樣能夠輕松的找到M航點的位置。

3 GPS在架空輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用效果

GPS在架空輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用效果主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）GPS測量能夠精確的獲得被測地點的三維坐標(biāo)，并提供準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)，其高程精度能夠達(dá)到四等水準(zhǔn)，能夠滿足架空輸電線路測量的實際需求；（2）測量無時間限制，GPS系統(tǒng)能夠進(jìn)行全天候作業(yè)，并且能夠在任何時間、任何地點進(jìn)行觀測，同時具有衛(wèi)星點數(shù)量多、分布均勻等特點，并且不受天氣狀況的影響，可能在任何時間段進(jìn)行測量；（3）測站之間不需要通視，GPS測量的選點工作更加方面和靈活，不需要測站之間的相互通視，僅需要根據(jù)測量的實際需求，確定定位點即可；（4）儀器的操作非常簡單，操作人員只要在開機后設(shè)定參數(shù)，并量取天線的高度之后，接收機能夠進(jìn)行自動觀測以及記錄相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)；其五，測量的時間非常短，在進(jìn)行GPS測量的過程中，動態(tài)相對定位的時間僅為幾秒鐘，靜態(tài)相對定位的時間雖然長一些，但是也不會超過20min，并且隨著GPS系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和完善，軟件系統(tǒng)的不斷更新，GPS定位測量的時間將會不斷的縮短，測量精度也會不斷的提高。

結(jié)語

總而言之，由于GPS系統(tǒng)具有的眾多優(yōu)勢，通過將GPS應(yīng)用在架空輸電線路設(shè)計中，不僅能夠顯著的提高電力系統(tǒng)在線測量的效率和質(zhì)量，還有效的降低了測量工作人員的工作強度，能夠充分的滿足架空輸電線路設(shè)計的實際需求。

[1]陳磊，王建新.GPS在架空輸配電線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].硅谷，2011（10）：140.

[2]張付.GPS技術(shù)在電力線路測量中的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2010（02）：125-126.

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