下载文档原格式
浩辰CAD教程架空线路2012之二：GPS定位杆塔功能
在电力设计中，配网线路工程的开端工作往往是现场勘测，相关人员需采集测量地形相关数据，以备后续设计人员绘制工程图纸。
随着科技的发展，现场勘测的技术逐渐进步完善，从最初的皮尺测量、三脚架仪器测量，到现在普遍采用的GPS测量，勘测结果越来越精确。
下面，我们就来看一下如何在浩辰CAD架空线路优化设计软件中用GPS定位杆塔。
要使用此功能，我们可以依次点击【走径图】—【GPS定位杆塔】，软件会弹出相关对话框（如图1）。
图1
我们找到需要导入的GPS测量数据，点击打开，浩辰CAD架空线路优化设计的软件界面中会呈现出测量数据的走向图（如图2）
图2
其中，每一个圆圈代表一个杆塔，我们可以以这种形式把现场测量的数据以图形的形式直观的表现出来。
接下来我们就需要对杆塔进行导线的连接，具体方法是点击【自动连接杆塔】，软件就智能化的对整个配网工程的杆塔进行自动连接（如图3）。
图3
当然，这只是简单的线路工程的表示，要完成线路工程的设计，还有后续的设备赋值、标准等其他步骤，我们会在以后CAD教程中为大家详细讲解。
浩辰CAD架空线路优化设计2012下载：/cad_45_89.html。
GPS在架空送电线路测量中的应用摘要：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。
1.3 GPS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。
探讨工程测量GPS测量技术应用工程测量是通过一系列测量工具和技术，精确测量和确定地球表面特定点的位置，以获取地理数据和地理信息。
在过去的几十年里，GPS（全球定位系统）测量技术已被广泛应用于工程测量领域，以实现高精度的位置测量和数据采集。
GPS系统由一组卫星、地面控制站和用户接收器组成。
卫星发射电磁波信号，接收器接收并解码信号以确定接收器的位置。
GPS技术在工程测量中的应用主要有以下几个方面。
首先，GPS测量技术在航空测量中发挥着重要作用。
航空测量是通过飞机或无人机进行的，用来进行广大区域的地形测量和地理数据收集。
使用GPS接收器安装在飞行器上，可以追踪和记录飞行器在空中的位置坐标，从而确定航线和航向，实现对地形的高精度测量。
其次，GPS技术也广泛应用于建筑工程测量中。
建筑工程的设计和施工需要高度精确的位置测量，以确保建筑物的准确性和稳定性。
使用GPS测量仪器，测量人员可以快速准确地确定建筑物的位置和尺寸，帮助工程师和施工人员进行合理的规划和布局。
此外，GPS测量技术也适用于土木工程测量。
土木工程涉及到道路、桥梁、隧道等各种基础设施的设计和施工。
通过使用GPS接收器，工程师可以实时监测和记录工程现场的地理坐标，确保工程的精确位置和准确度。
此外，在大型土木工程项目中，GPS测量技术还可以用于监测地表的变形和移动情况，提供重要的数据支持。
总之，GPS测量技术在工程测量中的应用已经成为不可或缺的一部分。
它通过提供高精度的位置测量和数据采集，为工程师们提供了准确的地理信息和地理数据，帮助他们进行规划、设计和施工。
随着技术的不断发展，GPS测量技术将继续发挥更为重要的作用，为工程测量的准确性和效率提供更好的支持。
GPS—RTK原理及其在架空送电线路测量中的应用[摘要]GPS-RTK测量技术具有快捷、精确、操作简便等特点，其定位、定线功能显示出了较强的优势。
文章简述了GPS-RTK的技术的测量原理，介绍GPS-RTK在架空送电线路测量中的应用及其优缺点。
【关键词】架空送电线路；GPS-RTK；定线；定位；测量1、GPS-RTK定位技术基本原理GPS-RTK技术是以载波相位观测值为根据的实时差分RTK（GPS-RTK）技术。
实时动态定位（RTK）系统是由基准站和流动站组成的，进行RTK定位时，需要基准站和流动站之间的配合。
其技术其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。
2、RTK技术测量设备RTK技术测量设备通常由数台接收机组成，其中一台为基准站，其它为流动站。
基准站设备包括：基准站GPS接收机、用于启动基准站的手簿1个、电台和调制解调器1个、三角架2个、基座1个、接收机天线盘1个、电台天线1个；流动站设备包括：流动站GPS接收机，用于启动流动站和接收测量数据的手簿1个、接收机天线盘1个、蓄电池1个等。
3、GPS-RTK技术的优点与缺点利用GPS-RTK技术与常规仪器测量对比，其优点如下：1）测量使得选点工作更加灵活方便，它可根据实际需要确定点位，不需要测站间相互通视，避免了砍伐林木，保护环境的同时降低了经济损失；2）仪器操作简单，定位精度高；3）作业人员少，观测时间短；4）可以准确知道桩位的位置，即使因时间太长，桩位已丢失，或者已被埋入地底下，也能根据其三维坐标将其位置找出来。
5）操作简便；6）不受气候影响，可以实现全天候作业，它可以在任何地点、任意时间连续进行观测，它一般不受天气状况影响，可以在任意时间段观测。
GPS-RTK进行架空送电线路测量中的不足之处，如：1、用户需要架设本地的参考站；2、外界干扰也可能对测量结果产生影响；3、误差随距离增长，距离越远初始化时间越长；4、GPS-RTK技术在架空送电线路测量中的应用4.1应用于选线测量影响线路走径的因素很多，必须遵循一些基本原则，如尽量少拆房屋；避开重要的建筑；避开地质条件不好的等地区；按规划部门、铁路、公路部门的要求跨越铁路、公路；与通讯光缆、一、二级通讯线的交叉角要符合电信部门的要求等。
在架空送电线路测量中的应用利用全球卫星定位系统(GPS)可提高架空送电线路测量的工作效率。
文章简述了GPS的定位原理,介绍GPS在架空线路测量中的应用及其优势,并对应用中存在的问题提出了改进建议。
1引言上海送变电工程公司建设的线路大多由华东电力设计院或者南京有关测绘单位进行前期的定线定位,在定线定位过程中由送变电单位派领桩人前往测量现场,标记桩塔位情况,为以后基础施工做好准备。
但是如果发生改线,塔位移位等情况必须找定线定位的人重新确认。
为了能够更快、更好、更高效地完成施工,公司引进了先进的测量仪器—LeicaGPS1230,为前期的定线定位以及线路复测提供了良好的条件。
2 GPS原理及应用GPS是全球卫星定位系统的英文缩写,此系统来源于美国军方在全球发射的GPS导航卫星,其空间卫星群由24颗高约20万km的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为60°,轨道和地球赤道的倾角为55°,卫星的轨道运行周期为718min,这样可以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.人们利用可以接收这些卫星信号的仪器接收4颗或4颗以上的卫星的信号,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,可以快速、简单地知道自己所在位置。
GPS定位主要有单点定位和相对定位模式。
平时所见的车载GPS就属于导航型GPS,应用的是单点定位的方式,其精度比较低,在25～100m左右。
而在线路勘测中应用最多的就是相对定位模式中RTK技术。
它主要通过参考站不断接收卫星信号,利用参考站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,精度也很高,达到3cm左右。
在架空送电线路测量中一般采用地方坐标系,如上海地方坐标系,前提是有控制点,即已知地方坐标的控制点,利用GPS采集已知点的84坐标进行坐标转换求得转换参数,然后根据转换参数求得未知点坐标。
如果没有已知地方坐标,我们可以采用地方任意坐标系统,即假定一个坐标系统,因为架空送电线路一般呈带状分布,需要知道的是相对于起始桩或门架的相对距离,各转角塔之间的距离,转角度数等信息,所以可以采用任意假定坐标求得相对位置。
本文就GPS在架空送电线路测量中的应用,提出了工作的目标和存在的问题以及发展的方向。
工作目标如下:(1)利用GPS进行架空送电线路定线工作;(2)内业数据处理,将GPS与道亨软件连接,根据所采集的转角塔的中心桩坐标在道亨软件中生成平断面图;(3)利用GPS结合全站仪进行交叉跨越测量;(4)在设计院根据平断面图排定杆塔位置后到现场进行杆塔定位;(5)基础施工前进行线路复测,将其结果与前期定线定位的数据进行比较,最终确定开挖位置。
3 GPS在架空送电线路测量中的应用线路设计任务书下达后,线路的进出所已经确定,线路的勘测一般按下列程序进行。
3.1选择路径方案选择路径方案,一般分室内选择和现场踏勘两个步骤。
室内选择路径方案一般在地形图(1∶50000或1∶20000)或航测像片上进行。
首先在图上标出线路的起止点,中间所必须经过的城市规划、工厂、民房、沟、河等位置,然后根据地形的条件进行反复的选定。
一般可定出个若干个方案,再进行现场验证。
现场勘测时,应以重点察看为主,一般调查仪器初测为辅。
对于大跨越、拥挤的地段,可按具体的情况用仪器初测并提交相应的资料。
踏勘后,应该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,关键线路的转角位置,并将路径标在地形图上,踏勘后,应该确定两个方案,通过综合经济技术比较,在初审时确定最佳的路径方案。
3.2 选定线测量路径方案审批后,可进行选定线测量。
选线是要在路径地段确定线路的走经和各转角的位置。
定线测量就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。
定线测量的方法以前一般采用直接定线和间接定线。
直接定线就是用正倒镜分中法进行,若遇到障碍物的时候,可采用“等腰三角形、矩形法、等边三角行”的间接方法进行定线。
现在,GPS发挥了巨大的作用,它可以完成传统全站仪不能轻易完成的选线定线工作,特别对于复杂地段如山区、城区等通视条件差或进出线等地物繁多的地段,优势非常明显。
将基准站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WGS284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WGS284坐标,再通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS284转换为北京54坐标,并在流动站的手簿控制器上实时显示。
架空送电线路测量不一定要求要有精确的54或者地方坐标,在上海送变电工程公司的GPS测量主要采用的是自定义坐标系来完成坐标转换。
以浦东文化公园线路搬迁工程为例,由于公园里树高都在5m以上,有些甚至高达15m,且密度高,全站仪不能通视,如果采用传统的经纬仪或全站仪进行定线,则需要打很多偏桩,然后把坐标传递过去,而且偏桩越多,角度和距离的误差就越大,而用GPS就可以很轻松地完成这项任务。
由于使用的是1+1的设备,所以在定线测量时,先在某一个宽敞的地方架好参考站,假定坐标系统,然后由一人手持流动站,采集任意一点或线路上的一个桩的坐标,再根据所采集的这个点的84坐标和假定的坐标进行点位匹配,采用一步法计算转换参数完成坐标转换。
在线路的几个转角桩确定以后,手持GPS采集这几个转角桩的坐标,根据84坐标和转换参数就可以求得在所测的线路桩位在假定坐标系中的坐标,由此也可以得到所需的转角和档距值。
而且GPS采集的是三维坐标,根据自定义的起点高程情况和采集的数据,就可以得到各桩位的高程及线路所经地区的地形起伏情况。
3.3 距离和高差测量在线路的转角桩确定以后,接下来的就是直线桩的确定。
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,但在地形条件受限制时,可适当延长。
利用GPS所采集数据中两转角桩坐标确定一条直线,只要保证直线桩跟两转角桩在同一直线上,再根据测平断面图的需要在其间敲订直线桩。
图1所示为文化公园Y 线路的路径走向图,我们根据实际的需要在Y3和C3之间订了两个直线桩。
现场发现Y9及其方向桩跟Y6不是在一直线上,采用了旧桩Y9,在Y6和Y9之间拉一条直线,钉了Y7,Y8两个直线桩。
最后由道亨软件处理得转角主桩的累距和转角情况,对照两者数据可得,档距误差在1‰左右,即用GPS定线过程中保证整个线路里程的前提下定出线路的走向,然后根据线路走向在转角桩间定出直线桩,为平断面图的测绘作好准备工作。
3.4 平面与断面测量及绘制送电线路测量的主要成果是表现在平断面测量图上的。
为了排定杆位,计算土石方、验核电气的要求,必须进行线路的中心线的纵断面、部分横断面测量以及线路的中心线两侧带状平面的测量工作。
平面的测量工作主要是对线路中心线两侧各50m范围内的地物(建筑、道路、铁路、水系、架空物及地下电缆和树木等)进行平面位置的测绘,对于铁路,电力线、通信线应测出其交叉角度。
平面图的绘制,必须根据现场实测的数据,按照现行图式、图例的统一规定,纵向比例为1∶500,横向比例为1∶5000,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。
线路的断面测量的工作分为中线断面测量、边线断面测量和风偏断面测量三种。
中线断面是沿线路中心导线方向的地表剖面,实际是两个方向桩的连线;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,实际上就是横断面。
在浦动东文化公园线路搬迁工程平断面面图测量过程中,采用GPS加全站仪的方法,对一些通视条件好的地物点采用全站仪测量,如边线房子采用三点或三点法,即采集两个房角点相对于线路中心线的水平角、垂直角、斜距等信息,然后测定其宽度或长度绘制整个房子。
而对于交叉跨越的公路和河沟则用GPS采集其累距和偏距信息,利用全站仪测定其高程,然后在道亨里结合两者数据连接成图。
在线路交叉跨越或穿过已有电力线时,测量中线交叉最高或最低线的线高,当中线或边线跨越杆塔顶部时测定杆塔顶部高程,可利用全站仪测定垂直角,根据其斜距即可得高差,然后算得高程,在断面图中标注交叉角,注明杆号,杆型和材料等属性。
在各种地物都绘制成图后,开窗连成断面图就可以看出线路走向的地形起伏,桩位的分布情况,交叉跨越情况等信息了,给杆塔设计提供了第一手材料。
3.5 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,在征求设计院同意,在档距有调节余地的情况下,可以根据我们施工的需要适当移动直线桩的位置,只要保证如果直线桩跟同一耐张段的两个转角塔位在同一直线上即可。
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,但是如果档距大,通视情况不好,交叉跨越情况多的情况下进行定位,GPS的优势可以发挥得淋漓尽致。
用GPS无需通视,也不管中间有多少交叉跨越的公路和河流,只要能保证同时收到4颗卫星(最好5颗)就可以定出位置,并且保证其精度。
定位中GPS的应用跟线路复测中的应用类似。
3.6 线路复测线路复测是送变电公司目前应用GPS测量的主要方面。
首先拿到设计单位的坐标转换关系,或者自己实测也很快,然后架好参考站,然后根据设计单位提供的定位表、平断面图,就可以进行线路杆位、直线桩位的复测,一般来说每个流动站分管8km甚至更长距离,只需要一个技术人员即可,一个参考站一次性可以控制16km。
500kV外高桥三期出线工程,由外高桥电厂出线,沿着外环线,平行500kV 杨杨线在其右侧走向,线路跨越500kV杨杨线和两条220kV原有线路,并且跨过外环线,在顾路变电站进线,线路全长10.3km,共有30基塔,其中14基转角塔,16基直线塔,在复测中,全线使用GPS。
在经过高东公园时,原设计的线路将跨越两幢别墅,后来考虑各方面原因,结果为了避开别墅,在高东公园内的塔改成同塔四回路,拆除右侧原220kV旧塔,并入同塔四回路的新塔,因此使得整条线路往东平移4.24km。
如果利用全站仪来完成这个工作,由于这一变动将增加不少工作量,但对于GPS来说没什么困难。
