架空輸配電線路勘測設(shè)計中GPS技術(shù)的應用分析

盧伯榕 國網(wǎng)福建省電力有限公司永泰縣供電公司

隨著電力建設(shè)規(guī)模不斷擴大，架空輸配電線路覆蓋范圍也在不斷擴大，架空輸配電線路作為電力建設(shè)過程中必不可少的基礎(chǔ)建設(shè)，新時代環(huán)境下，也面臨著新的挑戰(zhàn)。架空輸配電線路勘測與設(shè)計工作中，傳統(tǒng)的勘測設(shè)計方法效率不高，已經(jīng)無法滿足當前的實際發(fā)展需求。而GPS技術(shù)的應用，能夠全面優(yōu)化架空輸配電線路勘測設(shè)計工作，為我國社會經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展提供了保障。

一、GPS技術(shù)原理

GPS（Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，最早用于軍事領(lǐng)域，通過接收衛(wèi)星發(fā)射信號，為美軍及其盟軍提供定位導航；其由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分組成。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。目前GPS在工程應用中以RTK（Real-time kinematic，實時動態(tài)）載波相位差分技術(shù)為典型代表，是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機，進行求差解算坐標。

二、GPS技術(shù)在輸配電線路工程應用中的特點

（1）測量條件要求低。傳統(tǒng)測量中待測點與全站儀的通視條件要求高，僅能測量視距范圍內(nèi)的地形地物。而GPS技術(shù)完美的解決了這一弊端，只要接收機所處的電磁環(huán)境不受影響，便可實現(xiàn)快速精準的定位作業(yè)。

（2）效率高。工程應用中對于普通的地形地物的測量，運用GPS技術(shù)，基準站差分信號以電信信號為發(fā)送方式的覆蓋范圍通常能達到十幾公里，甚至更遠。這是傳統(tǒng)的全站儀測量遠遠達不到的，避免了傳統(tǒng)測量中全站儀測距范圍小搬站次數(shù)多的問題。且可單人單機操作提高了工作效率，節(jié)省了測量成本。

（3）精度高。由GPS技術(shù)原理可知GPS技術(shù)有效避免了測量中的累積誤差，待測點的精度不受測站的傳遞引起的累積誤差影響，數(shù)據(jù)可靠且精度高。以RTK為例，只要在基準站的差分信號覆蓋范圍內(nèi)，移動站滿足測量環(huán)境要求，即可達到厘米級精度，滿足電力線路勘測精度要求。

（4）終端操作簡單功能強。目前各儀器廠商對GPS應用的客戶端軟件多基于安卓系統(tǒng)開發(fā)，實際操作難度與手機操作差不多，并朝著智能與傻瓜化方向發(fā)展。使用難度低，數(shù)據(jù)處理能力強，成為其顯著特點。

三、GPS技術(shù)在架空輸配電線路勘測設(shè)計中的具體應用

輸配電線路勘測設(shè)計工作主要包括選線、查勘、終勘等環(huán)節(jié)，選線是非常重要的環(huán)節(jié)，要對路徑方案進行嚴格把控，GPS技術(shù)在實際應用過程中，能夠大幅度提升工作效率，保障工程質(zhì)量。

（一）室內(nèi)選線

室內(nèi)選線階段主要是在1：10000地形圖或google Earth地圖中選線，通過對相應的坐標進行計算與轉(zhuǎn)換，之后在地圖上選出線路走向，并添加地標功能，在圖上標出塔桿的具體位置，將標注點進行連接，形成路徑圖。對于可能存在的影響進行深入分析與判別，進一步優(yōu)化調(diào)整線路，盡可能避讓開學校、村莊等可能會對路徑產(chǎn)生影響的相關(guān)障礙物，一般情況下，可選擇2-3條線路方案。

（二）實地踏勘

針對初步選線方案，進一步實地勘測，采用手持GPS進行實時動態(tài)測量，記錄具體線路走向以及可能存在影響的地形地貌。確認桿塔方位，選擇桿塔的具體位置，確定轉(zhuǎn)角的度數(shù)，并密切關(guān)注路徑與公路、電力線交叉跨越位置的選定，利用GPS技術(shù)配合全站儀測量交叉跨越的高度、寬度等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，利于后續(xù)排桿定位。

（三）室內(nèi)排桿

目前GPS終端操作系統(tǒng)多為安卓系統(tǒng)，在測量數(shù)據(jù)的導出及格式轉(zhuǎn)換上相較傳統(tǒng)儀器更加方便快捷，方式方法更加靈活，即可通過數(shù)據(jù)線傳輸，又可通過郵件、藍牙、甚至QQ等手機中常見的方式傳輸數(shù)據(jù)至PC，數(shù)據(jù)格式也比較豐富，常見的txt、csv、dat、org格式都支持，在數(shù)據(jù)接口方面極大的方便了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，通常將現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)直接導出為南方CASS的dat數(shù)據(jù)格式，展繪于CAD中進行相應的標注，繪制路徑平面圖，并將線路數(shù)據(jù)輸入道亨SLW數(shù)據(jù)處理軟件，生成平斷面圖，對交叉地理位置、高度以及地貌環(huán)境進行標注，計算得出桿塔的整體受力狀況，進一步驗證、確立桿塔的具體位置，形成定位圖。

（四）終勘定位

在室內(nèi)排桿定位之后，結(jié)合內(nèi)業(yè)選定的轉(zhuǎn)角桿塔具體位置，以RTK和全站儀為主要測量儀器進行終勘定位，對室內(nèi)選定的桿塔位置進行現(xiàn)場放樣、測量，包括對塔基斷面測量和交叉跨越的復測，并對全線控制性斷面點進行測量，線路定測過程因線路路徑為帶狀圖，起點與終端距離通常較遠，傳統(tǒng)測量中不可避免的頻繁搬站，且對儀器的對中和定向誤差要求很高，隨著線路距離越長終點的誤差越大，特別在市鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)最終產(chǎn)生的累積誤差，甚至不能滿足工程要求，而結(jié)合了GPS技術(shù)，有效的控制了搬站、對中、定向等帶來的累積誤差，實際工作中通常使用GPS取代全站儀對桿塔位置及線路附近的相關(guān)地形地物進行放樣、測量，減少了因通視條件受限對林木的砍伐量，用GPS配合全站儀對交叉跨越進行測量，避免了引測控制點的麻煩，方便快捷、高效可靠。最后GPS測量數(shù)據(jù)與全站儀數(shù)據(jù)導出整理，形成完整的路徑圖。

四、結(jié)束語

當?shù)貓D資料相對有限，無法完整收集的狀況下，采用GPS技術(shù)獲取相對完整的地理位置信息能夠針對實際需求，從全局入手，對線路進行合理的優(yōu)化設(shè)計，減少了控制點的引測工作及林木的砍伐量，大幅度降低了勞動強度，減少了現(xiàn)場的工作量，節(jié)約了勘測成本，提升了線路勘測設(shè)計工作的效率與整體質(zhì)量。在輸電線路勘測設(shè)計工作當中發(fā)揮著重要的作用，其應用范圍仍在不斷擴大。GPS技術(shù)為線路勘測工作提供了良好的基礎(chǔ)條件與全新的工作模式，對電力勘測設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。