架空輸配電線路勘測設計中GPS技術的應用分析

盧伯榕 國網福建省電力有限公司永泰縣供電公司

隨著電力建設規模不斷擴大，架空輸配電線路覆蓋范圍也在不斷擴大，架空輸配電線路作為電力建設過程中必不可少的基礎建設，新時代環境下，也面臨著新的挑戰。架空輸配電線路勘測與設計工作中，傳統的勘測設計方法效率不高，已經無法滿足當前的實際發展需求。而GPS技術的應用，能夠全面優化架空輸配電線路勘測設計工作，為我國社會經濟的健康穩定發展提供了保障。

一、GPS技術原理

GPS（Global Positioning System）即全球定位系統，是由美國建立的一個衛星導航定位系統，最早用于軍事領域，通過接收衛星發射信號，為美軍及其盟軍提供定位導航；其由空間星座部分、地面監控部分和用戶設備部分組成。GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。目前GPS在工程應用中以RTK（Real-time kinematic，實時動態）載波相位差分技術為典型代表，是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準站采集的載波相位發給用戶接收機，進行求差解算坐標。

二、GPS技術在輸配電線路工程應用中的特點

（1）測量條件要求低。傳統測量中待測點與全站儀的通視條件要求高，僅能測量視距范圍內的地形地物。而GPS技術完美的解決了這一弊端，只要接收機所處的電磁環境不受影響，便可實現快速精準的定位作業。

（2）效率高。工程應用中對于普通的地形地物的測量，運用GPS技術，基準站差分信號以電信信號為發送方式的覆蓋范圍通常能達到十幾公里，甚至更遠。這是傳統的全站儀測量遠遠達不到的，避免了傳統測量中全站儀測距范圍小搬站次數多的問題。且可單人單機操作提高了工作效率，節省了測量成本。

（3）精度高。由GPS技術原理可知GPS技術有效避免了測量中的累積誤差，待測點的精度不受測站的傳遞引起的累積誤差影響，數據可靠且精度高。以RTK為例，只要在基準站的差分信號覆蓋范圍內，移動站滿足測量環境要求，即可達到厘米級精度，滿足電力線路勘測精度要求。

（4）終端操作簡單功能強。目前各儀器廠商對GPS應用的客戶端軟件多基于安卓系統開發，實際操作難度與手機操作差不多，并朝著智能與傻瓜化方向發展。使用難度低，數據處理能力強，成為其顯著特點。

三、GPS技術在架空輸配電線路勘測設計中的具體應用

輸配電線路勘測設計工作主要包括選線、查勘、終勘等環節，選線是非常重要的環節，要對路徑方案進行嚴格把控，GPS技術在實際應用過程中，能夠大幅度提升工作效率，保障工程質量。

（一）室內選線

室內選線階段主要是在1：10000地形圖或google Earth地圖中選線，通過對相應的坐標進行計算與轉換，之后在地圖上選出線路走向，并添加地標功能，在圖上標出塔桿的具體位置，將標注點進行連接，形成路徑圖。對于可能存在的影響進行深入分析與判別，進一步優化調整線路，盡可能避讓開學校、村莊等可能會對路徑產生影響的相關障礙物，一般情況下，可選擇2-3條線路方案。

（二）實地踏勘

針對初步選線方案，進一步實地勘測，采用手持GPS進行實時動態測量，記錄具體線路走向以及可能存在影響的地形地貌。確認桿塔方位，選擇桿塔的具體位置，確定轉角的度數，并密切關注路徑與公路、電力線交叉跨越位置的選定，利用GPS技術配合全站儀測量交叉跨越的高度、寬度等相關數據信息，利于后續排桿定位。

（三）室內排桿

目前GPS終端操作系統多為安卓系統，在測量數據的導出及格式轉換上相較傳統儀器更加方便快捷，方式方法更加靈活，即可通過數據線傳輸，又可通過郵件、藍牙、甚至QQ等手機中常見的方式傳輸數據至PC，數據格式也比較豐富，常見的txt、csv、dat、org格式都支持，在數據接口方面極大的方便了內業數據處理，通常將現場測量數據直接導出為南方CASS的dat數據格式，展繪于CAD中進行相應的標注，繪制路徑平面圖，并將線路數據輸入道亨SLW數據處理軟件，生成平斷面圖，對交叉地理位置、高度以及地貌環境進行標注，計算得出桿塔的整體受力狀況，進一步驗證、確立桿塔的具體位置，形成定位圖。

（四）終勘定位

在室內排桿定位之后，結合內業選定的轉角桿塔具體位置，以RTK和全站儀為主要測量儀器進行終勘定位，對室內選定的桿塔位置進行現場放樣、測量，包括對塔基斷面測量和交叉跨越的復測，并對全線控制性斷面點進行測量，線路定測過程因線路路徑為帶狀圖，起點與終端距離通常較遠，傳統測量中不可避免的頻繁搬站，且對儀器的對中和定向誤差要求很高，隨著線路距離越長終點的誤差越大，特別在市鎮規劃區最終產生的累積誤差，甚至不能滿足工程要求，而結合了GPS技術，有效的控制了搬站、對中、定向等帶來的累積誤差，實際工作中通常使用GPS取代全站儀對桿塔位置及線路附近的相關地形地物進行放樣、測量，減少了因通視條件受限對林木的砍伐量，用GPS配合全站儀對交叉跨越進行測量，避免了引測控制點的麻煩，方便快捷、高效可靠。最后GPS測量數據與全站儀數據導出整理，形成完整的路徑圖。

四、結束語

當地圖資料相對有限，無法完整收集的狀況下，采用GPS技術獲取相對完整的地理位置信息能夠針對實際需求，從全局入手，對線路進行合理的優化設計，減少了控制點的引測工作及林木的砍伐量，大幅度降低了勞動強度，減少了現場的工作量，節約了勘測成本，提升了線路勘測設計工作的效率與整體質量。在輸電線路勘測設計工作當中發揮著重要的作用，其應用范圍仍在不斷擴大。GPS技術為線路勘測工作提供了良好的基礎條件與全新的工作模式，對電力勘測設計領域的發展具有重要的意義。