基于．net平臺的無棱鏡全站儀輸電線路測量技術研究

張愿強，田旭偉，莫 鈞，胡 品，普應平

（云南電網有限責任公司紅河供電局，云南 紅河661100）

0 引 言

無棱鏡全站儀是指不需要在觀測點處架設反光鏡，其自身發射的光束經過待測物體自然表面反射后直接測距的經緯儀。無棱鏡全站儀在不可達點和危害人身安全的危險點的距離測量作業中得到了廣泛應用［1－4］。

利用無棱鏡全站儀進行絕緣子串測量，使得老舊絕緣子串拆除更換新串的備料更為精準，杜絕了因測量技術水平受限而產生的物料浪費。同時也可以應用到交差跨越點的測量工作上，使得測量準確，省時省力。

本文基于．net平臺編寫測量輔助計算軟件，將無棱鏡全站儀的測量優勢與軟件的計算、記錄優勢相結合，使得現場測量更加便捷高效。

1 基本理論

1.1 絕緣子串長

傳統的絕緣子串長測量方法是利用余弦定理進行求解，但該測量方法所測得的串長精度不高，本文通過使用無棱鏡全站儀，建立空間直角坐標系，對絕緣子串長進行求解。如圖1所示，AB為待測絕緣子串。在測量前，先在順線路方向的大致位置釘測樁x，隨后依次測量儀鏡中心與復合絕緣子串碗頭的斜距OA，與球頭的斜距OB，豎直角度∠AOA’，∠BOB’，水平角∠AOx’、BOx’，以上各量記為l1、l2、β1、β2、α1、α2，其公式如下：

圖1 絕緣子串長測量示意

1.2 交叉跨越測量

無棱鏡全站儀也給輸電線路交叉跨越點的計算帶來了便利。利用無棱鏡全站儀進行交叉跨越距離的測定過程中，往往需要粗略估計輸電線路上的實際交叉跨越點O1和O2，并利用無棱鏡全站儀的對邊測距功能，當O1和O2兩點的平距約等于0時，即可得到O1和O2兩點的高差Δh。事實上，粗略選取的O1和O2兩點往往由于測量人員的實踐經驗而有所差別，從而導致測量結果出現偏差。因此，需要對交叉跨越點的精確位置進行測量。如圖2所示，線路AB和線路CD交叉跨越，欲求得交叉跨越點E在線路AB上的位置。進行該測量時，需要A、B、C、D四點在測站O處兩兩通視。并測取如圖所示的4個水平距離OA、OB、OC、OD，這4個平距均可由無棱鏡全站儀測得斜距和豎直角得到，同時再測取∠AOB，∠COD，∠BOD三個水平角度，在式（2）中，將上述量記為l1、l2、l3、l4、α1、α2、α3。

圖2 交叉跨越測量原理圖

結合使用余弦定理和正弦定理，設

式（7）、（8）中的k1和m1就是BE和CE的長度，而∠COE就是要求解的角度。

計算完成后，全站儀前視C點，再偏轉∠COE的角度，則待找正的O1和O2點在偏轉后的垂直平面上，該平面與AB、CD的交點即為O1和O2，直接利用無棱鏡全站儀的高差功能，即可得到實際準確的交叉跨越距離Δh。

1.3 傾斜度測量

傾斜度測量的計算與1．1節類似，建立同樣的空間直角坐標系，可得其傾斜角度為

2.net平臺軟件設計

為了進一步適應電網智能運檢的新要求，本文基于微軟公司的．net Framework平臺，結合Access數據庫管理軟件，編寫了適合于平板電腦運行的win32應用程序，具有計算、存儲、打印、顯示報表的功能，將第1節中的理論基礎編寫成為應用軟件，方便現場工作人員使用。

圖3給出了所設計軟件的主界面，在主界面上安排了四個主功能按鈕，供現場技術人員選擇。設置了絕緣子串長測量，交叉跨越測量，傾斜度測量三個功能，覆蓋了主要的應用場景。軟件力求計算準確，輸入方便，界面友好，可操作性強。

圖3 基于．net平臺的軟件設計

3 結果與討論

本文基于無棱鏡全站儀無需在觀測點放置反光鏡的特點，討論了利用無棱鏡全站儀測量復合絕緣子串串長，交叉跨越點位置，懸垂絕緣子串傾斜度測量的方法。并基于以上方法，利用微軟公司．net平臺的強大性能，編寫了適合于平板電腦的“無棱鏡全站儀測量輔助計算軟件”。經過現場的實測，不同年齡層次的技術測量人員不需培訓即可掌握，省時省力。由于無需攜帶紙筆，隨時計算隨時保存，導出即可查看，在現場應用中取得了較好的效果。