輸電線路工程測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法實(shí)現(xiàn)分析

賴旭華，陳 健

（國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司培訓(xùn)中心，江西 南昌 330032）

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、系統(tǒng)安全保護(hù)技術(shù)等各種技術(shù)的支撐下，現(xiàn)代電力線路測(cè)量技術(shù)水平得到顯著提升。輸電線路工程作為其中一個(gè)重要組成部分，工程測(cè)量的內(nèi)外業(yè)獲取手段的改進(jìn)和創(chuàng)新，是一項(xiàng)非常重要且關(guān)鍵的工作。輸電線路工程測(cè)量的工作任務(wù)繁雜，且十分重要，需要處理的數(shù)據(jù)不斷增加，不同數(shù)據(jù)相互交互中的處理、分析等，對(duì)輸電線路工程測(cè)量技術(shù)人員提出了很高的要求，也是目前亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。因此，建立輸電線路工程測(cè)量系統(tǒng)十分重要，不僅能提高測(cè)量外業(yè)數(shù)據(jù)處理的整體有效率，還能提高外業(yè)數(shù)據(jù)的使用率。下面針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和具體運(yùn)用進(jìn)行分析，對(duì)自動(dòng)生成的輸電線路工程測(cè)量所需的各種成果等進(jìn)行闡述。

1 輸電線路工程測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

1.1 軟件功能

輸電線路工程測(cè)量中，工作的核心和重點(diǎn)就是獲取數(shù)據(jù)，包括塔基、塔位、非干線及干線數(shù)據(jù)等。干線數(shù)據(jù)、非干線數(shù)據(jù)和塔基數(shù)據(jù)的外業(yè)采集手段主要包括GPS-RTK[1]和全站儀等。這是兩種最為常見(jiàn)的數(shù)據(jù)采集軟件，并且也是目前在輸電線路工程測(cè)量中應(yīng)用最為廣泛的軟件技術(shù)。

1.2 程序?qū)崿F(xiàn)

數(shù)據(jù)采集的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)利用，以滿足用戶的實(shí)際需求。在工程測(cè)量系統(tǒng)中，軟件會(huì)根據(jù)輸電線路勘測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，借助Visual Studio2010和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)一條完整的輸電線路工程測(cè)量數(shù)據(jù)獲取和處理的相關(guān)系統(tǒng)，借助Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，形成一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行模塊，能順利完成軟件數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和輸出、數(shù)據(jù)的編輯等[2-3]，并且對(duì)獲取的全站儀數(shù)據(jù)，GPS干線和非干線數(shù)據(jù)等，出具各種數(shù)據(jù)報(bào)表，從而能計(jì)算得出精準(zhǔn)的線路測(cè)量的數(shù)據(jù)成果表。

1.3 數(shù)據(jù)處理

軟件編寫過(guò)程中，所涉及的數(shù)據(jù)十分龐雜，且數(shù)據(jù)獲取的內(nèi)容非常廣泛，因此，對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理能力的要求非常高，務(wù)必保證數(shù)據(jù)獲取的精準(zhǔn)度。其中最主要的問(wèn)題就是GPS干線數(shù)據(jù)處理，要確保直線精度和轉(zhuǎn)角計(jì)算的準(zhǔn)確性。而使用全站儀軟件技術(shù)時(shí)，就能順利實(shí)現(xiàn)對(duì)平面距離、偏差和高程的精準(zhǔn)計(jì)算。

2 系統(tǒng)算法和具體應(yīng)用

選取工程項(xiàng)目建設(shè)中的地理位置，建立一個(gè)橫縱坐標(biāo)軸，為了保證測(cè)量成果的統(tǒng)一性和可靠性，使用GDCORS進(jìn)行測(cè)量，如圖1所示。

圖1 基于GPSD級(jí)網(wǎng)的區(qū)域控制網(wǎng)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)

由圖1可知，共包括10個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)，且所有控制點(diǎn)位置上均埋設(shè)有永久性的標(biāo)石，各個(gè)點(diǎn)之間近期和遠(yuǎn)期路線測(cè)量資料的時(shí)間，采用工程外業(yè)觀測(cè)GPS接收機(jī)，靜態(tài)作業(yè)模式下進(jìn)行工作。最終獲取采集的各點(diǎn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）。

由表1數(shù)據(jù)最終可以成功獲取轉(zhuǎn)換參數(shù)，最終建立坐標(biāo)軸系統(tǒng)，然后在區(qū)域內(nèi)對(duì)各個(gè)加密控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)外業(yè)操作，并且確保工作的準(zhǔn)確性。

3 工程測(cè)量系統(tǒng)精準(zhǔn)度注意事項(xiàng)

通過(guò)上述分析可知，在整個(gè)輸電線路工程測(cè)量系統(tǒng)中，核心數(shù)據(jù)處理就是GPS干線數(shù)據(jù)的采集和分析，并且一定要全面確保干線數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，下面對(duì)數(shù)據(jù)處理相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行分析。

表1 CDCORS網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)軸讀取數(shù)據(jù)

3.1 GPS干線數(shù)據(jù)處理精準(zhǔn)度

GPS干線數(shù)據(jù)處理中，影響最終結(jié)果計(jì)算精準(zhǔn)度的因素主要包括兩個(gè)方面，即直線精度和轉(zhuǎn)角讀數(shù)。所謂直線精度就是放樣點(diǎn)到干線之間的距離計(jì)算一定要精準(zhǔn)，以輸電線路直線為坐標(biāo)軸，以正方向?yàn)閄正軸，反方向?yàn)閄負(fù)軸，起始的精度均為0刻度，采用軟件計(jì)算，對(duì)直線精度的符號(hào)進(jìn)行判斷。借助斜率分析軟件，可以得出直線精度的放樣點(diǎn)數(shù)值為負(fù)數(shù)[4-5]。此外，在轉(zhuǎn)角讀數(shù)的計(jì)算和確定時(shí)，一定要注意相鄰兩個(gè)放樣點(diǎn)之間直線樁夾角距離，線路前進(jìn)方向左側(cè)為左轉(zhuǎn)，右側(cè)為右轉(zhuǎn)。在獲取樁間夾角時(shí)，以中心干線選取坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，當(dāng)左轉(zhuǎn)得出相鄰放樣點(diǎn)之間的具體坐標(biāo)軸位置。

3.2 全站儀數(shù)據(jù)處理精準(zhǔn)度

全站儀數(shù)據(jù)處理軟件是輸電線路工程測(cè)量中的重要構(gòu)成部分，在輸電線路測(cè)量中，局部區(qū)域內(nèi)的信息采集工作都是批量進(jìn)行的，為了滿足工作的需求，減輕工作的任務(wù)，提高工作整體效率，一般會(huì)使用全站儀進(jìn)行測(cè)量。全站儀在數(shù)據(jù)處理方面對(duì)平面距離、偏差和高程等均能進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，并且保證其精準(zhǔn)度。首先是平面距離，確定兩個(gè)塔基之間的平面距離，并且注意控制轉(zhuǎn)角角度，還要全面控制角度的偏差，每一個(gè)塔基通過(guò)放樣測(cè)量，確定一個(gè)精準(zhǔn)的位置，都是通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算得出。一般在控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離時(shí)，一定要將偏差距離控制在最小范圍內(nèi)，系統(tǒng)在計(jì)算時(shí)，使用的方法與直線精度計(jì)算的方法相同，一定要將偏差距離控制在合理范圍內(nèi)。例如，高程偏差距離為±0.2 mm，平面距離偏差為±0.1 mm。在輸電線路工程測(cè)量中，工程系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和具體計(jì)算，都在軟件中進(jìn)行，一定要注重應(yīng)用準(zhǔn)確的方法，控制偏差，全面提升結(jié)果數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，確保輸電線路工程順利建設(shè)和完工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，構(gòu)建輸電線路工程測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)提升工程測(cè)量整體的精準(zhǔn)度和效率有著很重要的影響，系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)的高度集成，屬于一種綜合的技術(shù)系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，滿足輸電線路勘察設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，最終生成各類數(shù)據(jù)報(bào)表，以供輸電線路工程建設(shè)人員參考，全面提升輸電線路建設(shè)工作的效率和質(zhì)量。通過(guò)系統(tǒng)合理的計(jì)算，最終得出一個(gè)相對(duì)精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)結(jié)果，能極大地減輕內(nèi)業(yè)工作的任務(wù)量，縮短工作時(shí)長(zhǎng)，最終有利于提升整體的工作效率。此外，軟件系統(tǒng)給予計(jì)算機(jī)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，適當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行管理，最終能確保原始數(shù)據(jù)的安全性，在大數(shù)據(jù)環(huán)境和資源共享時(shí)代，能保護(hù)重要數(shù)據(jù)信息，避免丟失或被盜取。整個(gè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常合理，功能實(shí)現(xiàn)通過(guò)測(cè)試最終能取得理想的效果，具有非常積極的推廣價(jià)值。