GPS在架空送电线路测量中的应用

GPS在架空送电线路测量中的应用

张小培

四川省电力设计院

摘要：全球卫星定位系统（GPS）技术在电力行业应用上的不断突破，现已大量应用于其相关行业，例如：工程测量、大地测量、航空摄影测量等高端领域。而GPS系统又成为当今一款迅速发展的高端精密卫星导航和定位系统，此系统再送电线路测量中也得到显著且广泛的应用。

关键词：送电线路；GPS；测量；定位

GPS技术现己得到广泛应用，用于各行各业的勘测和施工。GPS种技术在电力送电线路测量中的应用效果显著，其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。然而GPS定位技术是以及基站为中心呈放射状，是以支点形式分布的散点，不能直观的公职送电线路的精度。

1、静态测量技术

静态测量主要测量像控点的坐标从而纠正航带的注入坐标。

1.1静态测量GPS定位原理

静态测量定位就是以基线为准，将接收机分别安装在两端，观测GPS卫星的相同部分，从而确定基线断电的相对位置和基线向量。以此方法还可将若干基线的端点以多台接收机进行安装，通过GPS卫星观测多条基线的向量、在己知一个端点坐标的情况下，可以以基线推测计算出另一个待定点的坐标。

1.2电力线路中航带静态测量的网型

电力线路中的外空点连接一般是通过线状连接发散的网型而不是大地测量的三角网连接、具体的操作方法为在测量区安装一个基准站，在站中假设GPS接收机，其目的是为了跟踪所有可见的卫星，另外可同时将GPS接收机安装到各像控点站。例如C1，C2，C3…为基站点，K0101，K0102，K0103…像控点围绕C1；k0201，k0202…像控点围绕C2…。C1，C2，C3…线状连接，相控点与基站点叶状连接。

1.3GPS送电线路测量中像控点的布设要求及基线精度布网要求下的像控点选择要根据明显标的物交叉点为准。像控点的测量需要10几分钟到半个小时左右。GPS接收机的基线长度要求不超过10K。在精度要求上流动站相对于基准站的基线中误差要求控制在5mm+lppm*D以内。

1.4静态数据输出及控制点联测处理方法

当测区内有GPS永久性跟踪站、国家A或B级网点、GPS地壳形变监测点时，应首先选用作参考站点。为了检验当前作业的正确性，必须检查一个点以上的己知控制点，当检核结果在设计限差要求范围内时，方可确认基线计算的准确性。数据的计算可采用TrimbleGeomaticsOffice（TGO）软件进行。平差后的数据应满足精度的要求，计算的结果应选择适当的坐标系统输出。

2、动态测量技术

2.1送电线路中RTK技术原理及测量精度的应用

动态测量就是各种专业的人员实地决定下电力线路的路径铁塔的中心位置等，测量人员的工作就是测量下塔位中心和危险断面三维坐标，塔位处的地形情况等，校核航切平面断面图为设计服务、我们应用GPS的RTK技术和全站仪进行测量载波相位差分技术（RTK）是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法。载波相位差分法分为两类：一类是修正法，另一

类是差分法。式中，OjpN表示用户接收机起始相位模糊度，OjN为基准点接收机起始相位模糊度；jpN为用户接收机起始历元相位整周数，jN为基准点接收机历元至观测历元相位整周数；{pj为用户接收机测量相位的小数部分，{Oj为基准点接收机测量相位的小数部分；Ddt为同一观测历元各项残差。从RTK硬件设备特性和观测精度、可靠性及可利用性综合考虑，现阶段RTK的测量技术要求如下表：RTK技术当前的测量精度（RMS）平面10mm+2ppm；高程20mm+2ppm。所以RTK测量可用于的测量工作，RTK技术可用于四等以下控制测量、工程测量的工作。

2.2RTK测量的准备工作

由于RTK数据链的传播限制和定位精度要求，RTK测量一般不超过10km。但在中小比例尺测图时，在等高距大于2m时，可将测距放宽至不大于15km。当等高距小于2m时，应不大于10km。但要注意下列要求：

（1）GPS接收机的性能要高，且机内有先进的数学模型，能确保长基线进行正确整周未知数的求解；

（2）数据链的性能要好，传送距离要远，能正确无误的将参考站的数据发送到流动站；

（3）根据无线电传播的规律，参考站和流动站离地面要有一定的高差；

（4）参考站和流动站之间必须没有山体、楼群之类的遮挡；另外，作业区域内还不能存在强烈的电磁波等干扰。发射距离与电台天线的高度也有关系、由于参考站电台天线发射UHF波段差分信号电波，天线的高度对RTK测量距离影响很大，天线高与作用距离服从于下列公式：D=4.24x（I1+I2）式中I1和I2分别是基准站和流动站电台的天线高，单位为米；D为数据链的覆盖范围的半径，单位为公里。上式是在无障碍物遮挡和无电波干扰的理想条件下的覆盖范围，实际应用中将会有所出入。实际工作中数据链的覆盖范围的半径根据地形的不同山区大概最短只有2km平地最长可达到6km。所以根据测区大小，地形情况可设置不同的发射天线高度和选择适宜的地点架设基站。

首先，GPS在架空送电线路测量中能实时高效地完成任务。

3、GPS在线路定线定位中的优势

测量专业在电力线路工程终勘阶段要完成三大任务，即定线、平断面测量和定位测量。其中定线测量要求根据设计坐标定出转角点、落实设计线路，并根据地形地貌设置一定的直线桩和平断面测量需要的方向桩。

利用GPS进行架空送电线路测量有下列优点

（1）测站之间无需通视

对于村庄、树林等传统全站仪很难通过的地区工作效率大大提高了。不需要砍树砍出通道，也不需要做三角形做导线绕过房屋了。而且由于青苗生长，前期工作难度很大，利用GPS可以大大降低树木砍伐量，降低对青苗、绿化的破坏率，使工程进度得到保证。

（2）定位精度高

由上文分析，GPS定线定位及复测完全能满足架空送电线路测量规范的要求。

（3）观测时间短

一个流动站只需花几分钟，以前用全站仪测量需要二三个星期的活，现在只需二三天就可完成。

（4）提供三维坐标

可以准确知道桩位的位置，即使由于时间太长，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。

（5）操作简便

GPS测量的自动化程度很高。

（6）全天候作业

GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。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。

同时，通过对实际测量数据跟设计数据的比较可以得出GPS能做到高精度质量保证。

结语GPS测量技术的快速发展带动了电力行业测量技术的显著提升，使勘测工作变得更加容易。随着GPS技术的快速更新，GPS技术得到了广泛应用，以送电线路工程测量为主要研究对象，我们更应在今后工作中注重送电线路测量的应用方向，并重点关注相关注意事项，为今后GPS技术在送电线路测量上的发展再多做贡献。

参考文献：

[1]刘付林.GPS系统在工程测量中的应用实例分析[J].科技致富向导，2011（7）.

[2]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].科技创业月刊2009（12）

[3]姚宏飞GPS系统在输电线路复测中的应用[J].湖北电力2008（04）