論手持GPS 在鐵路電力工程中的應用

白 瑞

(中鐵十二局集團電氣化工程有限公司，天津 300000)

鐵路電力工程主要由區間架空電力、站場電力組成，由于供電結構原因，一般鐵路區間架空電力最高電壓等級為35 kV(以青藏鐵路電路為例)，檔距在200 m以內;站場電力由高壓環場供電系統(大、中型站場)和低壓供電系統組成，為了充分利用場地空間，目前基本采取電纜線路(以西安鐵路集裝箱站為例，場地內無架空電力線路)。

1 鐵路電力工程存在的主要問題

由于鐵路電力的特殊性，造成工程前期圖紙放樣、測量工作極為繁瑣，需要投入大量人力物力。主要問題如下:

1)架空線路定位較難，架空線路檔距基本為70 m～200 m之內，10 kV線路居多，檔距為90 m，而施工現場普遍使用的測量儀器為經緯儀，前點配合人員無法控制距離精度，需要經緯儀協助進行多次調整方能達到精度。一點需要3次～5次定位才能確認，嚴重浪費時間。

2)電纜線路的測量，電纜線路由于現場情況復雜，需要避讓建筑物、道路等，只能使用軟尺進行大略測量，之后根據經驗加載余量系數，造成成本的不可控。

綜上所述，技術手段已經落后于施工現場的需求。但如若引入工程全站儀等先進工具，只能解決架空線路精度問題，而且前點人員手持反射棱鏡，同樣需要反復調整。電纜線路測量無法解決。

2 手持GPS應用情況

經過我們反復比對、調查相關測量用具，發現目前在國內戶外用品市場個人手持GPS比較符合我們的要求，于是進行了試用。情況詳述如下:

1)架空線路測量中，使用了Garmin佳明62SC GPS行業版手持機，其主要功能為:

a.具備北京54、西安80和CGCS2000等多種坐標系統與格式轉換;

b.具備面積測量功能(航跡、航線測量模式);

c.航點2 000點(視記憶卡或內存容量大小，可無限擴充);

d.航跡10 000點(視記憶卡或內存容量大小，可無限擴充);

e.配置三軸(具有傾斜補償)電子羅盤，實時顯示精確方位角度;

f.氣壓式高度計詳細記錄高度與氣壓變化，實時掌握現地環境;

g.預裝導航電子地圖，40多項行程訊息;

h.機身堅固扎實，防水防震防眩三防設計，適合GIS采集作業;

i.高達14 h以上的連續作業時間。

測量中，前點人員握持，在架鏡點確認第一航點。該手持機可以實時顯示手持機距離架鏡點距離，利用此項功能可以較為精確的運動到設計距離架鏡點距離，之后要求經緯儀確定距離及位置。尤其該手機可以將航點直接反映于所顯示地圖之上，在山區定點時可以大略確定位置，十分方便。

該機型與PC可以進行數據交換，使用的軟件為MAPSOURCE，在進行架空測量之前，可以使用該軟件制作測量地區的等高線地圖，鐵路架空線路設計圖紙往往為1∶2 000的等高線地圖，將等高線地圖輸入手持機，甚至可以提前在等高線地圖之上標定線路桿點，對于架空線路測量定位十分方便。經過實際使用，Garmin佳明62SC GPS行業版手持機精度根據現場天氣情況，可以達到3 m～5 m的定位精度，完全滿足了測量施工需要。該手持機目前售價在3 000元左右，相比較全站儀成本低廉。

2)電纜線路測量中，我們選用了天寶Trimble Juno SB高精度GPS手持機。其主要數據如下:

a.Juno SB提供2 m～5 m的事實和后處理差分定位精度。工作人員可以在室外接收廣域差分源，有效提高Juno的定位精度，同時，也可以在外業采集數據后，回到辦公室，通過后處理的作業方式將作業精度提升至1 m～3 m，確保定位能符合GIS的要求，控制數據整體質量和一致性;

b.Juno SB手持型GPS接收機是Trimble MGIS產品系列解決方案的重要組成部分，全面兼容MGIS數據采集、維護的相應軟件。所以工作人員在使用Juno SB進行外業數據采集工作時，可以保持原有的工作習慣、流程和工作方法;

c.強大的桌面端內業數據處理軟件有效實現辦公智能化批處理——數據導入、數據處理、支持用戶自定義數據格式、自行編輯數據字典，滿足行業標準化作業流程和數據格式要求;

d.支持北京54、西安80、國家2000及用戶自定義坐標系統，多種數據格式的輸出可為不同平臺軟件直接提供可以使用的數據，輸出文件格式包括采用了行業標準的數據接口結構，支持多種GIS或者CAD平臺。

測量中，工作人員手持Juno SB，打開內置的TerraSync軟件，選擇線條記錄，保持手持機相對地面高度，沿電纜徑路行進，完成線路全程后，可以在該手持機上直接讀出電纜徑路全長。尤其值得稱道的是，該手持機提供的是3D長度，其中包含由于地形高差引起的長度變量。

經過實際使用，天寶Trimble Juno SB高精度GPS手持機精度根據現場天氣情況，可以達到2 m～5 m的定位精度，完全滿足了電纜線路測量施工需要。該手持機目前售價在4 000元左右，經比對是相對較為低廉的一種解決方案。

在科技高速發展的今天，我國的民用GPS領域日新月異，為我們提供了便攜、經濟的GPS手持設備。據此，我們從善如流，改進我們的傳統施工手段，節約了時間、成本，提高了工作效率。

因此，我們應該在工程中順應潮流，及時發現問題，擇選相對較為經濟、科學的解決方案，使我們的施工方法也隨之合理化、人性化。只有這樣我們才能跟上世界工程領域的步伐，長此以往，我們總有一天可以進入世界發達國家的工程市場，與其進行競爭。揚我國威于世界，這是我們每個中國工程人的夢想，也將在我們這一代中國工程人手中實現。