对GPS在架空送电线路测量中的应用研究

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[摘 要]随着gps技术的快速发展及其在电力行业应用上的不断突破，这一技术目前已经应用到工程测量、大地测量、航空摄影测量等相关行业。GPS系统是当今一款发展迅速的高端精密卫星导航和定位系统，利用GPS可以提高架空送电线路测量的工作效率，针对GPS在架空送电线路测量中存在的问题应当及时采取解决措施。

[关键词]全球定位系统;架空送电线路;控制测量

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0030-01

GPS系统包括三大部分：空间部分――GPS卫星星座;地面控制部分――地面控制系统;用户设备部分――GPS信号接收机。在测量行业飞速发展的今天，GPS技术更新迅速，应用范围也日益广泛，目前，GPS技术已广泛应用于电力、公路、铁路等行业的勘测和施工。GPS技术在电力送点线路测量中的应用效果显著，具有测量定位精度高，点位误差不积累，不受天气及通事条件限制等优点，在高空作业线路中有广阔的应用前景。

1.GPS的原理及应用

GPS是全球卫星定位系统的英文缩写，其空间卫星群由24颗高约20万km的GPS卫星组成，能够保证在任何时间和任何地点，地平线以上可以接收4～11颗GPS卫星发送出的信号。人们接收4颗及以上的卫星信号，计算出仪器到卫星的距离，并且根据已知的卫星位置坐标数据，经过计算机计算得出仪器所在位置的三维坐标数据，就可以快速、简单地知道自己所在的位置。

线路勘测中应用最多的是相对定位模式中RTK技术，这项技术通过参考站不断接收卫星信号，利用参考站的大功率发射电台不断向外发射测量数据改正信息，同时流动站也接收同一组卫星（5个以上）信号，并且利用小功率接收电台接收参考站电台发射来的测量数据改正信息参与数据计算，这样就可以很快计算出流动站的坐标位置，不必事后处理，精度能达到3 cm左右。

2.GPS在架空送电线路测量中的应用

2.1 选择路径方案

选择路径方案分室内选择和现场踏勘两个步骤进行。室内选择要先在地形图或航测像片上标出线路的起止点，中间必须经过的工厂、民房灯位置要根据地形条件反复选定，这样一般会产生若干个方案，然后进行现场验证。现场勘测应以重点察看为主，一般调查仪器初测为辅，确定线路的进出线方案，线路的大方向、大跨越和重要的交叉跨越的位置以及关键线路的转角位置，将路径标注在地形图上，并结合经济条件与技术条件进行比较，选择最佳的路径方案。

2.2 选定线测量

路径方案审批之后进行选定线测量。选线是要在路径地段确定线路的走经和各转角的位置，定线测量是在选线的基础上，用仪器定出线路的方向和转角的位置，并用方向桩进行标定。测量时先架好参考站，将GPS接收机安置在参考点上，打开接收机，将PCMCIA卡上设置的参数读入GPS接收机，输入精确的参考点北京54坐标和天线高，基准站GPS接收机通过转换参数将参考点北京54坐标转换为WGS-84坐标，同时连续接收所有可视GPS卫星信号，并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去。流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时，接收来自基准站的数据，进行处理后获得流动站的三维WGS-84坐标，再通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS-84转换为北京54坐标，并在流动站的手簿控制器上实时显示。

2.3 距离和高差测量

确定好线路的转角桩之后，接下来要确定直线桩。直线桩应设在便于桩间距离及高差测量、平断面图测量、交叉跨越测量、定位及检查测量和能较长时间保存的地方，桩间距离不宜大于400m，但也要结合实际地形进行设置。利用GPS采集数据中的两转角桩坐标确定一条直线，再根据测平断面图的需要在其间敲订直线桩，必须保证直线桩跟两转角桩在同一直线上。

2.4 平面与断面测量及绘制

平面测量主要是对线路中心线两侧各50m范围内的地物进行平面位置的测绘，并测出铁路、电力线、通信线等的交叉角度，平面图绘制应按照现行图式、图例的统一规定，利用现场实测获得的数据，准确真实的表示地物和地貌的平面位置和高度，清楚标注文字和符号。断面测量分为中线断面测量、边线断面测量和风偏断面测量三种，其中，中线断面是沿线路中心导线方向的地表剖面，边线断面是沿高侧边导线的地表剖面，风偏断面是与线路中心线垂直的地表剖面。

2.5 杆塔定位

线路杆塔定位就是根据电力设计院排定杆塔的情况到现场定出转角塔之间的直线桩，在档距不是很大的情况下，全站仪也许可以轻松地完成工作，如果档距大，通视情况不好，交叉跨越情况多，GPS的优势就体现了出来，因为GPS无需通视，主要能保证同时收到4颗卫星（最好5颗）就可以定出位置，并且保证其精度。

2.6 线路复测

线路复测先架好参考站，然后根据设计单位提供的定位表、平断面图以及坐标转换关系进行线路杆位、直线桩位的复测，一般来说每个流动站分管8 km甚至更长距离，一个参考站一次性可以控制16 km。

3.利用GPS在线路定线定位中的优势

GPS在架空送电线路测量中能实时高效地完成任务，利用GPS进行架空送电线路测量使得测站之间无需通视，也不需要砍树砍出通道，不需要做三角形导线绕过房屋，能够大大提高工作效率，降低对树木等的破坏，使工程进度得到了保证。GPS观测时间短，定位精度高，能够完全满足架空送电线路测量规范的要求，之前全站仪测量需要两三个星期才能做好的工作，现在只需要花费两三天就可以完成。GPS能够提供三维坐标，即便由于时间太长，桩已丢失，或者已被敲入地底下，GPS也能根据其三维坐标将其位置找出来。GPS测量的自动化程度很高，能够实现全天候作业，一般不受天气状况的影响，因此可以根据实际工程情况决定工作时间，使工程进度得到保证。此外，GPS作业过程中的人为干预较少，能够最大限度的避免人为误差，由于GPS卫星同属一套坐标系统，因此做大区域控制十分有效，对保证较长的送电线路的定线定位质量具有重要意义。

结语

GPS技术除了具有定位精度高，操作简单，提供三维坐标的优点之外，还能够实时提供经过检验的成果资料，能够基本上实现自动化、智能化、全天候的观测，观测时间短，能够大大提高测量精度和工作效率。GPS测量技术的快速发展带动了电力行业测量技术的提升，随着GPS技术的快速更新，其应用范围日益广泛，在今后工作中应当注重GPS技术在送电线路测量方面的应用，促进GPS技术在电力系统领域中更为广泛的应用。

参考文献

[1] 孙学文，陈龙.GPS技术在架空送电线路测量中的应用及质量控制的初探[J].科技创业，2009（12）：172-173.

[2] 王吉印，倪娜.对GPS在送电线路测量中的应用探究[J].水利水电，2013（182）：103.