论GPS技术及其在电力线路中的应用

科技专论　刍Ｉ￣ＧＰＳ－ＲＴＫ技术在输电线路测量中的应用情况　蒙伟琪　广西送变电建设公司　【摘要】传统的输电线路测量工作具有劳动强度大、工作周期长、　精准度较低的缺点　目前使用的ＧＰＳ—ｇＴＫ能够避免以上问题。本文主要对　ＧＰＳ－ＥＴＫ的精准情况进行详细分析，并对其工作原理以及应用方法进行详　细介绍，最后分析输电线路测量工作中应注意的问题。　【关键词】ＧＰＳ－ＥＴＫ；输电线路　在上世纪九十年代初期，ＧＰＳ技术已开始应用在电力工程当中，经　过多年的发展，ＧＰＳ技术已经从原来的单频ＧＰＳ，静态ＧＰＳ、快速ＧＰＳ　发展到目前的ＧＰＳ—ＲＴＫ技术。我国输电线路测量与ＧＰＳ技术的发展方　向始终一致。随着ＧＰＳ技术应用的广泛，输电线路测量的工作效率以及　精准度大大提高，并实现了大规模的输电线路的测量。由此可见，ＧＰＳ　技术已成为输电线路测量的主要技术之一。　ＲＴＫ定位技术的崛起，是ＧＰＳ定位技术的一项重大突破，ＲＴＫ技　术的兴起，让线路导航成功实现动态方位测量。当ＧＰｓ—ＲＴＫ应用在杆　塔方位时，可以有效避免传统航测中依靠体力才能完成的程序，如串通　直线、定线测量、桩间距离与高差测量等工序，从而有效简化了定位放　样的相关工序，并大量节省了人力和物力，从而有效提高工作效率。此　外，由于该技术的崛起，还能有效地避免树林或地物的砍伐与拆除，避　免破坏生态平衡，保护自然环境。目前，ＧＰＳ—ＲＴＫ已经广泛地应用到　输电线路的测量工作中，下文进行简要分析。　１、ＧＰＳ－ＲＴＫ实施的作业流程　１．１收集测区中控制点的资料　测区控制点的相关资料一定要进行收集，其中包括：坐标，等级、　中央子午线、坐标系、控制点的地形位置、环境是否适合进行动态ＧＰＳ　等。　１．２测定区域转换参数　在输电线路设计施工的过程中，一般会采用１９５４北京坐标系或　１９８０西安坐标系进行。然而，ＧＰＳ—ＲＴＫ测量后获得的是ＷＧＳ－８４坐　标，因此，必须要将其进行转换，从而应用到实际当中，下面对转换参数　方法进行详细介绍。　第一，三维转换模式。在空间直角坐标下可以进行三维转换模式，　参数可分为七参数或三参数。其中七参数的转换模型较为严谨，因此可　以使用在大区域范围内。三参数由于较为简单，因此可以使用在较小的　区域范围内。　第二，平面加高程转换模式。该模式主要是利用平面转换和高程　转换两者分别进行，再进行整合。该方法具有可行性高、容易实现的特　点，也适用于小区域范围内。　１．３５考站的选择和建立　参考站的选择和建立必须要满足以下几点条件：　第一，参考站必须要有正确的已知坐标。　第二，参考站尽量选择在地势较高、较为广阔的地方，从而有利干　卫星信号的接收和对数据进行发射。　第三，为了能有效防止发射数据的丢失，参考站应该建立在无信号　反射物、无高压线、无电视台站等抗干扰物的地方。　第四，参考站应该建立在坚实的土质上，避免对土壤造成破坏。　在进行参考站的选定工作之后，可以利用ＧＰＳ静态定位的方法进　行测定，并利用ＧＰｓ流动站将坐标等信息进行传递。　１．４野外作业　在进行野外作业的时候，工作人员要将基准站ＧＰＳ接收器安置在参　考点上，并精准输入１９５４￣ｌ＇，京坐标系以及天线的高度，让基准站ＧＰＳ接　收器将１９５４￣ｋ京坐标系或１９８０西安坐标系转换为ＧＰＳ—ＲＴＫ测量获得　的ＷＧＳ－８４坐标系，并同时对所有可视ＧＰＳ卫星信号进行接收，然后将　坐标、观测值、卫星跟踪情况等信息通过发射台发送出去。流动站接收　机在对ＧＰＳ卫星信号跟踪的同时也对基准站的数据进行接收，最后再　利用坐标转换参数将ＷＧＳ－８４坐标系转换成１９５４￣Ｌ京坐标系或１９８０西　安坐标系。　１．５地形图更新测量　工作人员要根据地形图对输电线路进行选择，地形图的比例通常　为ｌ：５０００左右，对于规模较大的输电线路则通常采用航测成图。然而航　测成图的成本周期较高，项目要求时间也较紧，因此要选择ＲＴＫ对原本　地形图进行不断更新，从而达到成图的效果。在进行地形图更新的过程　中，由于ＲＴＫ测量的速度较快，从而大大降低了难度，因此，对适合使　用ＲＴＫ作业的地方直接使用ＲＴＫ进行测量，以节省测量的时间。而对　于不能进行ＲＴＫ作业条件的地方，工作人员可以进行ＲＴＫ布置控制点，　并进行碎部测量。　１．６定线防线　当输电线路的方案确定之后，工作人员可以在实地对线路的起止　点、转角点以及交叉点等位置进行标记。除了对这些点的中心位置进行　标出之外，工作人员还必须确定方向桩，直线桩以及转角大小。此外，　在进行测量的过程中，工作人员只需要将各个桩点的坐标系数准确输入　￣ＩＪＧＰＳ系统中，便能够定出放样的点位。另外，由于点位的测量互相独　立，因此不会产生累积误差，放样的精准度较高。　１．７断面测量　断面测量主要指的是对沿线路中心和两边线方向的地形起伏特征　变化点高度和距离进行测量。断面测量主要分成横断面测量和纵断面　测量，其中横断面测量主要指的是沿线路中心的垂直方向对地形变化　状态进行测量，纵断面测量则指的是沿线路中心线对各个点地形的变　化情况进行测量。下面对这两方面的测量进行详细介绍。　第一，工作人员对数据进行采集，然后通过数据处理方式，对断面　图进行输出。　第二，工作人员可以利用ＧＰＳ—ＲＴＫ进行数据处理，根据各个桩位　置高程以及间距，对各个桩位到起点之间的累计距离进行计算。　第三，可以对中线上各个碎部点与桩位的距离进行测定计算，从而　绘制出断面示意图。　测量工作可以直接使用ＧＰＳ－ＲＴＫ进行，在测量获得数据之后，可　以进行相关处理并获得断面图。　２、ＧＰＳ－ＲＴＫ测量中的注意事项　第一，在进行动态测量的时候，各个工程阶段中的椭球基本参数应　该保持一致。第二，基准站的选择应该在地面开阔、植被少的区域内，　并以快速静态模式对坐标和高程进行测量。第三，在进行天线安装的过　程中，由于高压线、电视转播塔、通信等方面会对基准站天线造成困扰，　因此要尽量避开，以免造成干扰。此外，在进行精确放样数据的采集　时，工作人员要避免使用对讲机，避免造成干扰。第四，在进行ＲＴＫ测　量时，同步观测卫星的数量要＞１５个，测量所显示的坐标与高程精度指　标应该在士３０ｍｍ范围内。由于ＲＴＫ精度与距离有关，距离越大，其精　准度就越低，因此必须要控制好作业半径，一般情况下，市区内应控制　在５ｋｍ范围以内，郊区应该控制在８ｋｍ范围以内。　结柬语　输电线路测量中使用ＧＰｓ—ＲＴＫ技术，能够更好地进行地图测量、　更新、定线防线、断面测量等方面的工作。因此，随着先进技术的不断　发展，工作人员对各地输电线路的测量确定，ＧＰＳ—ＲＴＫ技术已经得到　了广泛的应用，工作人员必须要按照相关规定和流程进行测量，从而提　高输电线路测量的精准度。　参考文献　［１】赵娜．ＧＰ　Ｓ—ＲＴＫ在输电线路测量中的应用［Ｊ】．矿山测　量，２０１２．０１（０２）．　［２］蒋鸿飞．ＧＰＳ－－Ｒ，ＴＫ技术在输电线路测量中的创新应用思路探讨　［Ｊ】．科技创新导报，２０１　１．０２（０７）．

一种ＧＰＳ定位技术在绘制１Ｏ　ｋＶ电气　

线路地理接线图中的应用　

文跃秀　，韩宝民　，邱　灿　，杜　

（１．鄂州供电公司，湖北鄂州４３６０００；２．山东省五莲县供电公司，山东日照　２６２３００：　

３．武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２）　

摘要：基于单文档串口通信的ＧＰＳ数据接收原理，建立１套ＧＰＳ数据提取算法，在此算法的基础上，编程实现电　

子地图的数据格式转换、导入程序和地图映射。最后为避免现有图册质量过于粗糙，填，ｂＧＰＳ定位技术在１０ｋＶ线　

路应用的空白，结合本方案提出的测绘方法，对某湖区进行量测定位，结果表明该技术可以满足工程实际的需　

要，随后将应用到附近低压配电网中。　｛　

关键词：ＧＰＳ；量测定位；地理接线图　

中图分类号：ＴＭ６４５　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３－７５９８（２０１２）０５—００２２－０５　一一一一…一～～…一…一一…　……～一～一…一…＿＿＿一～一…………＿＿＿＿……～一—●　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＧＰＳ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　１０　ｋＶ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　

Ｌｉｎｅｓ　Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｗｉｒｉｎｇ　Ｄｉａｇｒａｍ　

ＷＥＮ　Ｙｕｅ—ｘｉｕ　，ＨＡＮ　Ｂａｏ－ｍｉｎ　，ＱＩＵ　Ｃａｎ　，ＤＵ　Ｙｉ　

（１．Ｈｕｂｅｉ　Ｅｚｈｏｕ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｚｈｏｕ　４３６０００，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｗｕｌｉａｎ　Ｃｏｕｎｔｙ，Ｒｉｚｈａｏ　２６２３００，Ｃｈｉｎａ；　

３．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ａ　ｓｅｒｉａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｏｆ　ＧＰＳ　ｄａｔａ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ　ａ　ＧＰＳ　

广东科技2012.10.第19期（下转第102页）浅析输电线路施工测量中GPS的应用黄涛涛，关绍峰，胡亮（安徽送变电工程公司）

输电线路施工时，要先对塔位进行复测，当线路中心桩丢失的情况发生时，就要通过使用全站仪或是经纬仪来进行测量，最终让丢失的桩位得到恢复。目前GPS的民用产品和技术得到了广泛的普及，也可以通过GPS技术能够准确、快速、方便的进行。尤其是不能够通视的条件环境之下，如果传统光学设备也不能够进行测量时，才能够更加的显示出GPS测量的优越技术。不仅仅让树木的砍伐得到减少，资源环境得到了保护，更加方便了平时在村镇、林区和山区的施工。1GPS测量的原理GPS相位和定位测量都是运用后方交会法，首先测量每一个可见卫星距地面的距离，而这些都是对载波的相位或是C/A码进行测定。GPS天线接受从卫星的信息码上发射出来的信息，因为两者之间是有时间差的存在，因此留存的记录将让测量变成可能。光速和最终测量出来的时间相乘，最后得到地面与卫星天线之间的距离。一般情况下，只需要一台通过接受到四颗卫星信号的GPS接收机就可以能够探测出自己的实时坐标。可是民用的GPS接受到的信号精度并不好，而且环境条件下的干扰也很多，因此在定位精度上就不能够满足输电线路施工测量的精度要求。为了让测量精度得到提高，最终采取差分技术运用到线路施工测量中。通过差分技术接受四颗以上的卫星，最少都要使用两台GPS的接收机。其中一个成为基站，设置在任意一点上，成为相对的基准点。而另外一个就设置在需要测量的点上面作为移动站。两个接收机所接受到的数据最终经过内嵌软件进行解算耦，可以得出移动站与基站的三维向量。在输电线路施工测量中，GPS测量的基本原理主要是卫星会不间断的把时间信息和自身的星历参数进行发送，而用户在得到这些信息数据之后，通过计算可以得出运动速度、三位方向、时间信息和三维位置。在进行线路施工的测量中，是利用对位置的工程图纸数据进行测量，但是为了能够把精度提高、误差减小，通常都使用差分测量的办法。可线路测量是要即时的现场定位，因此使用动态的载波相位差分技术。而这种RTK技术都是运用两台GPS接收机，其中一个是移动站，另外一个则是基准站。基准站都是经过数据链让自己的坐标测量值能够实时的发出去，也就是人工基准点。而移动站就是接受基准站发出来的数据，然后将自身GPS所测量到的坐标数值进行解算，最后就可以推算出移动站相对基准站的准确位置数据，如图1所示。2在输电线路施工测量中GPS定位的适用性和方法从上面分析的线路施工测量原理可以得出，通过基准站就可以精准的知道每个不同桩位相对于基准站所处的位置数据，同样就可以得到它们互相之间的位置关系。因此，如果根据图纸所提供的信息得到待定桩位对于确定桩的位置数据，也就可以通过移动站得到待定桩的实际位置信息。解算和计算都是通过软件自己及时得出的。而在实际测量的时候，通常都把基准站设置在工作区域的中间位置，这样能让测量更加方便，还可以减少误差。基准站的设置没有特别严格的要求，但整个测量过程中是不能够改变其位置的。2.1在已经确定的两个桩位定位或校验出第三个桩位把这三个桩位分别注明为1，2，3号桩，需要定位出的第三个桩位为3号桩。首先让移动站测定出1和2号桩位的位置，并且自动记录在移动站测量软件中（以下都称之为“手薄”）。通过杆塔明细表或是线路平断面定位图得出3号桩相对于1号或者是2号桩的相对位置数据，把这些数据输入测量软件，就可以清楚的知道3号桩的位置。然后移动站把自己的位置及时的传送到测量软件，可以得出3号桩实际位置和移动站位置的偏差，及时指引移动站定位人员到3号桩的确切位置，最终达到定位的目标。如果想要验证3号桩的位置，可以把移动站放到3号桩上，这样软件可给出3号桩的理论位置与实际位置的偏差。同样的原理，3号桩定位后需要对4号桩进行定位时，把4号桩相对于3号桩位的相对参数值输入软件，软件就可以同样指引移动站定位人员到4号桩的确切位置上。最终逐一定位或是校验所有的桩位。当4号桩位已经确认，把4号桩位相对3号桩位的相对位置数据输入软件，再把移动站定在4号桩的实际位置上。通过软件进行观察可以得出4号桩位的偏差值，也就把前面的定位进行了验证。当偏差在允许误差范围内，那就表明定位是正确的。2.2在直线段内快速定位或是校验各个直线塔桩位当某直线段的两头转角塔都已经确定桩位，只需要让移动站把两头转角塔的位置得出，在手薄里就可以新建一条直线。摘要：在进行输电线路的施工过程中，要做好补桩和中心桩复测的工作。在条件和环境不好不能通视的时候，就无法使用传统光学仪器来测量，需要运用GPS的测量技术来完成准确、快速和方便的测量工作。采用两个测量精度都可以达到cm别标准的双频机，组成RTK动态测量系统，来对转角塔和直线塔的中心桩进行定位测量得到了广泛的运用。关键词：线路施工；中心桩；测量；

能源・电力　ＬｏＷ　ｃＡＲ８ｏＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１３，９　

ＧＰＳ在输电线路测量中的运用　

熊志军：（中国机械设备工程股份有限公司，北京１０００５５）　

【摘　要】随着现代科学技术的迅速发展，全球定位系统（ＧＰＳ）逐步建立起来一种新的精密卫星导航与定位系统，在送电线路设计测量过程中，　

该系统已得到广泛应用。在电力系统输电线路工程测量定位过程中，也有广泛使用ＧＰＳ全球定位系统的成功运用案例，经现场检查复核，其性　

能先进，操作便捷，测量结果准确，具有良好的效果，完全能够达到送电线路施工的要求。　【关键词】ＧＰＳ技术；输电线路；测量运用　

【中图分类号】ＴＭ７２６　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）１８—００４２—０２　

ｌ电力工程输电线路特点　

我国大部分输电线路．尤其是山区输电线路建设位于山　

地丘陵，通视条件差，植被复杂。山地地形的复杂可能造成勘　

测人员走错路线，走错位置，甚至迷路等，不但人身安全没有　

保障，而且工作效率也会受到影响。即使位于平原区，也会因　

为地物太多造成通视情况不好．影响输电线路测量精度　

电力系统输电线里一般测量区域内分布较长，呈带状，绵　

延几十公里甚至几百公里，因此，高程受地球曲率影响较大，　

同时容易出现较大的误差累计，测量精度不能保证。此外，由　

于测量仪器自身的视距较长，有的甚至长至ｌｋｍ或更长．需要　

长距后视，保证精度，而且由于输电线路点位控制目标较小，　

不易于寻找。实际工作中，很难通过一次勘测就可以完全确定　

一条线路的输电点控位．要经过反复修改线路走向．不利于更　快的完成测量工作，同时造成勘测人员体力消耗较大　

对以上这些情况，传统的勘测根本无法较好的避免，而在　

电力系统输电线路测量中引入动态ＧＰＳ技术．就可以较好的　

避免一些地理因素的限制。我们大多数情况在实际应用中．采　

用一台参考站配合两台流动站，即１＋２的组合方式．当然条件　

允许流动站也可以更多。为了省去人工录入的麻烦。可以事先