GPS技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

王梓

摘要：在電力工程的測(cè)繪環(huán)節(jié)，通過(guò)GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠提高測(cè)繪的精確性和可靠性，所以要想提高電力工程的測(cè)量水平，就需要加大對(duì)測(cè)繪技術(shù)的研究和應(yīng)用。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電力工程測(cè)量工作的主要作業(yè)手段也發(fā)生了改變，GPS技術(shù)已經(jīng)成為了測(cè)量作業(yè)的主要手段。本文對(duì)電力工程勘測(cè)中GPS技術(shù)的應(yīng)用做了詳細(xì)闡述，旨在不斷提高電力工程勘測(cè)水平，以實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)與電力工程的密切結(jié)合。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；電力工程；應(yīng)用研究

電力工程測(cè)繪領(lǐng)域中，先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用能夠促進(jìn)測(cè)繪水平的不斷提高。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展及提高，當(dāng)前在電力工程測(cè)繪中這一技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的科學(xué)技術(shù)。隨著這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電力工程的測(cè)繪技術(shù)得到了很大的提升。在電力工程的勘測(cè)中，通過(guò)GPS技術(shù)的應(yīng)用研究能夠有效地降低工程造價(jià)，還能實(shí)現(xiàn)勘測(cè)作業(yè)方案的不斷優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)勘測(cè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。實(shí)踐證明，GPS技術(shù)的應(yīng)用，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面還能起到很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。為此本文對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用做了詳細(xì)的闡述。

1 GPS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

GPS技術(shù)在電力工程的應(yīng)用可以追朔到上世紀(jì)九十年代初期，隨著GPS技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，電力工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)水平的科技化水平也越來(lái)越高，科技的應(yīng)用促進(jìn)了勘測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，而測(cè)量技術(shù)手段和GPS儀器設(shè)備的不斷更新及突破使得電力工程的勘測(cè)也能夠及時(shí)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新。采用定位技術(shù)的RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)了定位技術(shù)領(lǐng)域的突破，這一技術(shù)在電力工程中的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了線路航測(cè)的大規(guī)模路徑測(cè)量，還能實(shí)現(xiàn)放樣塔基的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，通過(guò)程序的簡(jiǎn)化，節(jié)省了人力物力，實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)效率的提高。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路的野外終勘，有效的淘汰了圖解控制等技術(shù)手段；在廠站的測(cè)量工作中，為了實(shí)現(xiàn)各級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)的高精度測(cè)定，就可以運(yùn)用GPS新技術(shù)，這一技術(shù)能夠依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)地形點(diǎn)及地物點(diǎn)的測(cè)量，在測(cè)定中有時(shí)候甚至可以進(jìn)行各級(jí)控制點(diǎn)的布設(shè)就能實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)定。利用測(cè)圖軟件系統(tǒng)，能夠充分的利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)野外繪圖的一次性完成，還能進(jìn)行各種比例圖件的打印。

2 GPS原理及其技術(shù)概述

GPS即全球定位系統(tǒng)，是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，這一定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航定位目的，能夠?qū)崿F(xiàn)定位的全球性、全天候及連續(xù)性和實(shí)時(shí)性，這種先進(jìn)的全球定位系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確且精密的三維坐標(biāo)、速度及時(shí)間，現(xiàn)階段在各個(gè)領(lǐng)域都有所應(yīng)用，已經(jīng)被各類(lèi)用戶(hù)所喜愛(ài)。一個(gè)完整的GPS系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，分別是空間部分、地面控制部分和用戶(hù)設(shè)備部分。空間部分是指GPS衛(wèi)星星座，地面控制部分主要是地面監(jiān)控系統(tǒng)，而用戶(hù)設(shè)備部分也就是GPS信號(hào)接收機(jī)，這三部分功能各異作用不同，這三部分的協(xié)調(diào)統(tǒng)一才能實(shí)現(xiàn)定位的精確。經(jīng)過(guò)近二十多年的發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)已經(jīng)得到了升級(jí)換代，現(xiàn)在這種成熟的技術(shù)已經(jīng)被廣泛的采用和推廣?，F(xiàn)在其應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣，而且應(yīng)用前景也十分樂(lè)觀，這種發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)大大超出了設(shè)想者的預(yù)想，實(shí)現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展。目前，幾乎所有的領(lǐng)域中，這一技術(shù)都有所涉及，在導(dǎo)航定位上已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)非常重要的技術(shù)手段和方法，而在電力工程測(cè)繪領(lǐng)域中，這一技術(shù)的應(yīng)用也比較早，在各種類(lèi)型的測(cè)量控制網(wǎng)中都有涉及。

3 電力工程中GPS技術(shù)應(yīng)用情況

電力工程的測(cè)量工作已經(jīng)成為電力工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，電力工程的測(cè)量涉及的內(nèi)容較多，從電力工程測(cè)量的作業(yè)服務(wù)對(duì)象角度看，這一測(cè)量工作包括廠站地形測(cè)量、送電線路測(cè)量及施工控制和放樣測(cè)量等內(nèi)容。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，其在電力工程測(cè)量工作中已經(jīng)得到了全面的發(fā)展，在電力工程測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域都有所涉及。在發(fā)電廠工程的前期勘測(cè)中，運(yùn)用全球定位系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)廠區(qū)整體布局及土地的精確測(cè)量，這為實(shí)現(xiàn)廠區(qū)的整體規(guī)劃、及土地征用工作的順利開(kāi)展極為有利，技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的工程數(shù)據(jù)計(jì)算，還能對(duì)后續(xù)施工放樣起到很重要的作用，所以一定要做好這一技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)平高控制網(wǎng)及地形圖測(cè)量系統(tǒng)的建立及運(yùn)用。

3.1 國(guó)家控制點(diǎn)的檢測(cè)和引用

GPS技術(shù)在測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)就是，不收空間距離的影響實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè)。在國(guó)家控制點(diǎn)的檢測(cè)中，這一技術(shù)能夠在GPS控制網(wǎng)中盡可能地納入國(guó)家控制點(diǎn)，通過(guò)采用GPS測(cè)量方式來(lái)實(shí)現(xiàn)起算數(shù)據(jù)和約束條件點(diǎn)的檢查，這能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)家控制點(diǎn)檢測(cè)工作的的精度和可靠性。在檢核的內(nèi)容上，以點(diǎn)間距離為主可通過(guò)兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度的計(jì)算。一種是將GPS觀測(cè)值解算得到的點(diǎn)間弦長(zhǎng)改化至國(guó)家控制點(diǎn)所采用的參考橢球面，另一種是利用國(guó)家控制點(diǎn)的坐標(biāo)成果反算至GPS觀測(cè)成果。

3.2 廠區(qū)GPS控制測(cè)量中的投影變形處理

在廠區(qū)的建設(shè)中，需要構(gòu)建多種附屬設(shè)施，還要實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系，所以在廠區(qū)GPS控制測(cè)量中，需要將城建規(guī)劃系統(tǒng)、國(guó)家坐標(biāo)高程等進(jìn)行充分的系統(tǒng)聯(lián)系，這就要求設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)在向測(cè)量專(zhuān)業(yè)提出任務(wù)書(shū)時(shí)，就要嚴(yán)格進(jìn)行國(guó)家坐標(biāo)高程系統(tǒng)的選定。但是值得注意的是，國(guó)家坐標(biāo)系采用的是高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)，作為正形投影的一種，這一正形投影在離開(kāi)中央子午線的地方都會(huì)產(chǎn)生投影變形，所以為了滿(mǎn)足廠區(qū)控制測(cè)量的精度，就要求在設(shè)備安裝的過(guò)程中國(guó)做好施工放樣的測(cè)量。

3.3 高程控制網(wǎng)中GPS技術(shù)的應(yīng)用

3.3.1 等值線圖法

高程控制網(wǎng)中，運(yùn)用GPS技術(shù)能夠根據(jù)已知點(diǎn)的高程異常值來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)區(qū)的高程異常的等值線圖的測(cè)繪， GPS能夠測(cè)定待定點(diǎn)的平面位置。在等值線圖的繪制上能夠達(dá)到很高的精確。

3.3.2 高程擬合法

高程擬合法作為一種幾何模型的建立方法，它能夠根據(jù)測(cè)區(qū)的具體情況，實(shí)現(xiàn)局部地區(qū)的似大地水準(zhǔn)面用平面或二次曲面的函數(shù)表達(dá)。在這一方法的運(yùn)用中，可以將較小范圍的平坦或低丘地區(qū)直接當(dāng)成是平面，但是如果測(cè)區(qū)的范圍廣闊且，地形也比較復(fù)雜的情況，就應(yīng)該采用二次曲面來(lái)擬合，這樣能夠保證測(cè)量工作的精度。在測(cè)量的實(shí)踐中，如果控制網(wǎng)存在高程異常變化平緩，所要控制的面積也比較小的時(shí)候，可以采用GPS高程擬合法，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)GPS海拔高程的測(cè)量精度接近或達(dá)到四等三角測(cè)高的精度。

3.3.3 大地水準(zhǔn)面模型法

大地水準(zhǔn)面模型法本質(zhì)上說(shuō)是一種數(shù)字化的等值線圖，能夠?qū)崿F(xiàn)特定地區(qū)或整個(gè)地球的大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)描述。在一些較為狹長(zhǎng)形狀的測(cè)區(qū)，存在跨度和地勢(shì)起伏較大的特點(diǎn)，如果此時(shí)采用高程擬合法就容易造成較大的誤差，而使用大地水準(zhǔn)模型法就能夠便于高程的變換，精度也比較高，所以在實(shí)踐中對(duì)于狹長(zhǎng)測(cè)區(qū)中經(jīng)常采用大地水準(zhǔn)面模型法。

4 GPS測(cè)高的注意要點(diǎn)

GPS技術(shù)作為一種先進(jìn)的定位系統(tǒng)，提應(yīng)用能夠?yàn)橛脩?hù)提供優(yōu)質(zhì)的測(cè)量服務(wù)，在電力工程勘測(cè)領(lǐng)域中運(yùn)用，還能夠減少人力物力投入，實(shí)現(xiàn)勘測(cè)效率的提高。為了保證GPS測(cè)高的精度，在實(shí)踐中也許注意此技術(shù)的運(yùn)用要點(diǎn)。要保證GPS野外數(shù)據(jù)采集和基線解算向量的質(zhì)量，這樣才能實(shí)現(xiàn)GPS平面控制測(cè)量的精度，保證GPS水準(zhǔn)高程擬合精度的提高，還要保證適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)數(shù)，還要根據(jù)具體情況進(jìn)行擬合方法的選擇，這樣才能實(shí)現(xiàn)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在電力工程勘測(cè)領(lǐng)域中，運(yùn)用先進(jìn)的GPS技術(shù)能夠有有效的提高測(cè)量精度，還能減少測(cè)量中人力物力的投入，為此要加大全球定位系統(tǒng)的研究和運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)電力工程勘測(cè)領(lǐng)域中測(cè)量精度和可靠性的提高。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷完善，這一技術(shù)必將在電力工程勘測(cè)實(shí)踐中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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