對(duì)GPS在架空送電線路測(cè)量中的應(yīng)用研究

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[摘 ?要]隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展及其在電力行業(yè)應(yīng)用上的不斷突破，這一技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用到工程測(cè)量、大地測(cè)量、航空攝影測(cè)量等相關(guān)行業(yè)。GPS系統(tǒng)是當(dāng)今一款發(fā)展迅速的高端精密衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，利用GPS可以提高架空送電線路測(cè)量的工作效率，針對(duì)GPS在架空送電線路測(cè)量中存在的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取解決措施。

[關(guān)鍵詞]全球定位系統(tǒng);架空送電線路;控制測(cè)量

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0030-01

GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分——地面控制系統(tǒng);用戶設(shè)備部分——GPS信號(hào)接收機(jī)。在測(cè)量行業(yè)飛速發(fā)展的今天，GPS技術(shù)更新迅速，應(yīng)用范圍也日益廣泛，目前，GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力、公路、鐵路等行業(yè)的勘測(cè)和施工。GPS技術(shù)在電力送點(diǎn)線路測(cè)量中的應(yīng)用效果顯著，具有測(cè)量定位精度高，點(diǎn)位誤差不積累，不受天氣及通事條件限制等優(yōu)點(diǎn)，在高空作業(yè)線路中有廣闊的應(yīng)用前景。

1.GPS的原理及應(yīng)用

GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，其空間衛(wèi)星群由24顆高約20萬(wàn)km的GPS衛(wèi)星組成，能夠保證在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)，地平線以上可以接收4～11顆GPS衛(wèi)星發(fā)送出的信號(hào)。人們接收4顆及以上的衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算出儀器到衛(wèi)星的距離，并且根據(jù)已知的衛(wèi)星位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算得出儀器所在位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，就可以快速、簡(jiǎn)單地知道自己所在的位置。

線路勘測(cè)中應(yīng)用最多的是相對(duì)定位模式中RTK技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)參考站不斷接收衛(wèi)星信號(hào)，利用參考站的大功率發(fā)射電臺(tái)不斷向外發(fā)射測(cè)量數(shù)據(jù)改正信息，同時(shí)流動(dòng)站也接收同一組衛(wèi)星（5個(gè)以上）信號(hào)，并且利用小功率接收電臺(tái)接收參考站電臺(tái)發(fā)射來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)改正信息參與數(shù)據(jù)計(jì)算，這樣就可以很快計(jì)算出流動(dòng)站的坐標(biāo)位置，不必事后處理，精度能達(dá)到3 cm左右。

2.GPS在架空送電線路測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 選擇路徑方案

選擇路徑方案分室內(nèi)選擇和現(xiàn)場(chǎng)踏勘兩個(gè)步驟進(jìn)行。室內(nèi)選擇要先在地形圖或航測(cè)像片上標(biāo)出線路的起止點(diǎn)，中間必須經(jīng)過(guò)的工廠、民房燈位置要根據(jù)地形條件反復(fù)選定，這樣一般會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)方案，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證?，F(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)應(yīng)以重點(diǎn)察看為主，一般調(diào)查儀器初測(cè)為輔，確定線路的進(jìn)出線方案，線路的大方向、大跨越和重要的交叉跨越的位置以及關(guān)鍵線路的轉(zhuǎn)角位置，將路徑標(biāo)注在地形圖上，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件與技術(shù)條件進(jìn)行比較，選擇最佳的路徑方案。

2.2 選定線測(cè)量

路徑方案審批之后進(jìn)行選定線測(cè)量。選線是要在路徑地段確定線路的走經(jīng)和各轉(zhuǎn)角的位置，定線測(cè)量是在選線的基礎(chǔ)上，用儀器定出線路的方向和轉(zhuǎn)角的位置，并用方向樁進(jìn)行標(biāo)定。測(cè)量時(shí)先架好參考站，將GPS接收機(jī)安置在參考點(diǎn)上，打開(kāi)接收機(jī)，將PCMCIA卡上設(shè)置的參數(shù)讀入GPS接收機(jī)，輸入精確的參考點(diǎn)北京54坐標(biāo)和天線高，基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)將參考點(diǎn)北京54坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WGS-84坐標(biāo)，同時(shí)連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)射電臺(tái)將其測(cè)站坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)發(fā)送出去。流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后獲得流動(dòng)站的三維WGS-84坐標(biāo)，再通過(guò)與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84轉(zhuǎn)換為北京54坐標(biāo)，并在流動(dòng)站的手簿控制器上實(shí)時(shí)顯示。

2.3 距離和高差測(cè)量

確定好線路的轉(zhuǎn)角樁之后，接下來(lái)要確定直線樁。直線樁應(yīng)設(shè)在便于樁間距離及高差測(cè)量、平斷面圖測(cè)量、交叉跨越測(cè)量、定位及檢查測(cè)量和能較長(zhǎng)時(shí)間保存的地方，樁間距離不宜大于400m，但也要結(jié)合實(shí)際地形進(jìn)行設(shè)置。利用GPS采集數(shù)據(jù)中的兩轉(zhuǎn)角樁坐標(biāo)確定一條直線，再根據(jù)測(cè)平斷面圖的需要在其間敲訂直線樁，必須保證直線樁跟兩轉(zhuǎn)角樁在同一直線上。

2.4 平面與斷面測(cè)量及繪制

平面測(cè)量主要是對(duì)線路中心線兩側(cè)各50m范圍內(nèi)的地物進(jìn)行平面位置的測(cè)繪，并測(cè)出鐵路、電力線、通信線等的交叉角度，平面圖繪制應(yīng)按照現(xiàn)行圖式、圖例的統(tǒng)一規(guī)定，利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確真實(shí)的表示地物和地貌的平面位置和高度，清楚標(biāo)注文字和符號(hào)。斷面測(cè)量分為中線斷面測(cè)量、邊線斷面測(cè)量和風(fēng)偏斷面測(cè)量三種，其中，中線斷面是沿線路中心導(dǎo)線方向的地表剖面，邊線斷面是沿高側(cè)邊導(dǎo)線的地表剖面，風(fēng)偏斷面是與線路中心線垂直的地表剖面。

2.5 桿塔定位

線路桿塔定位就是根據(jù)電力設(shè)計(jì)院排定桿塔的情況到現(xiàn)場(chǎng)定出轉(zhuǎn)角塔之間的直線樁，在檔距不是很大的情況下，全站儀也許可以輕松地完成工作，如果檔距大，通視情況不好，交叉跨越情況多，GPS的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)了出來(lái)，因?yàn)镚PS無(wú)需通視，主要能保證同時(shí)收到4顆衛(wèi)星（最好5顆）就可以定出位置，并且保證其精度。

2.6 線路復(fù)測(cè)

線路復(fù)測(cè)先架好參考站，然后根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的定位表、平斷面圖以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行線路桿位、直線樁位的復(fù)測(cè)，一般來(lái)說(shuō)每個(gè)流動(dòng)站分管8 km甚至更長(zhǎng)距離，一個(gè)參考站一次性可以控制16 km。

3.利用GPS在線路定線定位中的優(yōu)勢(shì)

GPS在架空送電線路測(cè)量中能實(shí)時(shí)高效地完成任務(wù)，利用GPS進(jìn)行架空送電線路測(cè)量使得測(cè)站之間無(wú)需通視，也不需要砍樹(shù)砍出通道，不需要做三角形導(dǎo)線繞過(guò)房屋，能夠大大提高工作效率，降低對(duì)樹(shù)木等的破壞，使工程進(jìn)度得到了保證。GPS觀測(cè)時(shí)間短，定位精度高，能夠完全滿足架空送電線路測(cè)量規(guī)范的要求，之前全站儀測(cè)量需要兩三個(gè)星期才能做好的工作，現(xiàn)在只需要花費(fèi)兩三天就可以完成。GPS能夠提供三維坐標(biāo)，即便由于時(shí)間太長(zhǎng)，樁已丟失，或者已被敲入地底下，GPS也能根據(jù)其三維坐標(biāo)將其位置找出來(lái)。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)，一般不受天氣狀況的影響，因此可以根據(jù)實(shí)際工程情況決定工作時(shí)間，使工程進(jìn)度得到保證。此外，GPS作業(yè)過(guò)程中的人為干預(yù)較少，能夠最大限度的避免人為誤差，由于GPS衛(wèi)星同屬一套坐標(biāo)系統(tǒng)，因此做大區(qū)域控制十分有效，對(duì)保證較長(zhǎng)的送電線路的定線定位質(zhì)量具有重要意義。

結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)除了具有定位精度高，操作簡(jiǎn)單，提供三維坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠?qū)崟r(shí)提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的成果資料，能夠基本上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、全天候的觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間短，能夠大大提高測(cè)量精度和工作效率。GPS測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了電力行業(yè)測(cè)量技術(shù)的提升，隨著GPS技術(shù)的快速更新，其應(yīng)用范圍日益廣泛，在今后工作中應(yīng)當(dāng)注重GPS技術(shù)在送電線路測(cè)量方面的應(yīng)用，促進(jìn)GPS技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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