淺析GPS全球定位系統(tǒng)在電力線路測(cè)量中的應(yīng)用

武廣軍?于二峰

[摘 要]本文簡(jiǎn)要介紹了GPS全球定位系統(tǒng)在電力線路測(cè)量中的應(yīng)用，提出了一些測(cè)量方法。

[關(guān)鍵詞]GPS全球定位系統(tǒng)；電力線路；測(cè)量；應(yīng)用

一、GPS全球定位系統(tǒng)在電力線路測(cè)量中應(yīng)用的必要性

而隨著人們生活水平的提高，大部分農(nóng)民日常燃料已經(jīng)有傳統(tǒng)的柴禾改為煤或液化氣、沼氣等，由于無人砍伐，在南方大部分地區(qū)，地表植被越來越茂盛。在電力線路測(cè)量中，由于通視問題需要沿整條線路路徑砍伐通道，使用傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器（如全站儀、經(jīng)緯儀等）進(jìn)行測(cè)量越來越顯困難。一方面，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)越來越受到重視，砍伐通道因不符合環(huán)保要求，越來越難以獲得林業(yè)部門的審批；另一方面，由于人們法律和維權(quán)意識(shí)的增強(qiáng)，砍伐通道的賠償費(fèi)用也越來越高，設(shè)計(jì)部門難以承受。

由于GPS測(cè)量方式無須通視，不需要砍伐通道，實(shí)際上在大部分地方無須砍青或只需在測(cè)點(diǎn)周邊砍掉少量的遮擋物，因此符合環(huán)保要求，也最大程度避免了青苗賠償問題，也符合國(guó)家電網(wǎng)公司提出的輸電線路設(shè)計(jì)“兩型三新”的要求。

實(shí)際上，如果采用GPS測(cè)量配合動(dòng)力傘放引繩和張力放線等技術(shù)，在施工過程中也可以完全避免砍伐通道，可大大降低賠償費(fèi)用，這種方式在經(jīng)濟(jì)林密集青苗賠償費(fèi)用高的地區(qū)可以凸顯其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，在環(huán)保上的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

二、GPS進(jìn)行線路測(cè)量的一般測(cè)量方法

設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作主要包括選線、平斷面測(cè)量和定位、塔基斷面測(cè)量三個(gè)部分；施工復(fù)測(cè)則較簡(jiǎn)單，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的平斷面圖對(duì)檔距、高差、轉(zhuǎn)角角度進(jìn)行復(fù)核即可。

選線時(shí)一般是事先確定線路路徑沿線各個(gè)轉(zhuǎn)角樁的位置，通過GPS測(cè)量獲得各個(gè)轉(zhuǎn)角樁的坐標(biāo)和高程，然后通過室內(nèi)計(jì)算或手簿的計(jì)算功能確定線路在各個(gè)轉(zhuǎn)角樁上的轉(zhuǎn)角度數(shù)。

在進(jìn)行平斷面和定位測(cè)量時(shí)，事先將各轉(zhuǎn)角樁的坐標(biāo)及高程輸入手簿，然后通過GPS直線放樣功能根據(jù)前后兩個(gè)轉(zhuǎn)角樁的坐標(biāo)確定直線方向，在直線方向上和直線兩側(cè)一定范圍內(nèi)采集地形點(diǎn)數(shù)據(jù)，并在直線上合適的塔位打樁并測(cè)定樁位的坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)，這樣逐個(gè)耐張段進(jìn)行測(cè)量，就完成了整條線路的平斷面和定位測(cè)量。

平斷面測(cè)量和定位測(cè)量完成后，通過排位確定桿塔位置，然后在各桿塔中心樁周邊一定范圍內(nèi)（根據(jù)選用桿塔的根開不同確定測(cè)量范圍，一般測(cè)量范圍為桿塔根開外5m范圍內(nèi)）均勻地測(cè)量地形數(shù)據(jù)，就完成了塔基測(cè)量。通過室內(nèi)工作生成塔基地形圖并根據(jù)基礎(chǔ)擺放方位切斷面，即可生成塔基斷面。

在施工復(fù)測(cè)階段，一般是根據(jù)設(shè)計(jì)部門提供的平斷面圖和桿塔坐標(biāo)數(shù)據(jù)，逐塔測(cè)量坐標(biāo)和高程，并與設(shè)計(jì)部門提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，無誤后在各塔位前后與中心樁通視的位置打上方向樁，給分坑測(cè)量提供參照點(diǎn)。

三、不同地形情況下應(yīng)用GPS進(jìn)行選線測(cè)量時(shí)方法的選擇

（一）平原及一般丘陵地區(qū)GPS的選線測(cè)量方法

平原及一般丘陵地區(qū)由于地形緩和，運(yùn)輸方便，可直接選取轉(zhuǎn)角塔位作為靜態(tài)測(cè)量控制點(diǎn)；線路轉(zhuǎn)角之間的直線上無高的遮蔽物，動(dòng)態(tài)測(cè)量較方便，一般一個(gè)基站可控制兩側(cè)各6～8km的直線。因此采用GPS動(dòng)靜態(tài)選線均較方便，一般可采用動(dòng)靜態(tài)結(jié)合的方式進(jìn)行選線工作。

具體測(cè)量時(shí)可根據(jù)桿塔坐標(biāo)測(cè)量的允許誤差來確定靜態(tài)測(cè)量點(diǎn)位的數(shù)量和間距，并非每個(gè)轉(zhuǎn)角位置均需進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量。一般可每隔5km左右選擇一個(gè)轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量以得到精確的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)并求得轉(zhuǎn)換參數(shù)，其間的直線塔位和轉(zhuǎn)角塔位均可采用動(dòng)態(tài)測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。由于GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量的誤差一般在20mm+1ppm邊長(zhǎng)，且兩個(gè)靜態(tài)控制點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差不傳遞，在5km的范圍內(nèi)采用動(dòng)態(tài)測(cè)量的方式獲得直線和轉(zhuǎn)角塔位的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)其精度完全可以滿足要求。在實(shí)際測(cè)量過程中，在兩個(gè)靜態(tài)測(cè)量的轉(zhuǎn)角塔位之間確定轉(zhuǎn)角塔位并測(cè)量其坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行每個(gè)耐張段的斷面、定位測(cè)量工作，這些工作可一次性完成，提高了工效。最后采用GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方式進(jìn)行塔基斷面測(cè)量，采用測(cè)高儀或全站儀補(bǔ)測(cè)跨越。

（二）山區(qū)GPS測(cè)量

山區(qū)線路受地形限制，往往無法保證所有轉(zhuǎn)角均位于沿線制高點(diǎn)，可能轉(zhuǎn)角之間的直線上有很高的高山，而GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量要求基站和流動(dòng)站之間無高山遮蔽基站和流動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)鏈連接，并且基站電臺(tái)功耗較大，常要求采用較大的蓄電池以提供穩(wěn)定的供電，而大蓄電池往往較重，較難運(yùn)上高山，在山嶺密集地區(qū)即使在一個(gè)山頂制高點(diǎn)也控制不了多遠(yuǎn)的距離，因此，山區(qū)線路宜采用GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方法進(jìn)行選線工作。

其具體方式為沿交通較為方便的山區(qū)道路路側(cè)及其附近做一系列的靜態(tài)控制點(diǎn)，基站擺放在這些控制點(diǎn)上，用動(dòng)態(tài)測(cè)量的方式進(jìn)行選線、平斷面和定位測(cè)量、塔基斷面測(cè)量，最后用測(cè)高儀或全站儀測(cè)量跨越情況。單個(gè)靜態(tài)點(diǎn)控制的范圍在方圓5km左右，這樣可大大方便作業(yè)，測(cè)量精度也可得到保證。選取點(diǎn)位的時(shí)候要盡量靠近線路路徑，以保證基站和流動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)鏈傳輸，具體位置需要現(xiàn)場(chǎng)視地形和遮擋物的情況確定。

四、GPS測(cè)量在線路終勘定位中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

山區(qū)線路采用GPS選線可以嚴(yán)格按照室內(nèi)圖上選線的成果進(jìn)行線路測(cè)量，避免了現(xiàn)場(chǎng)的隨意性；避免了全站儀測(cè)量時(shí)找不準(zhǔn)直線方向的缺點(diǎn)，避免了方向不對(duì)造成的返工工作量；由于GPS測(cè)量不需要找前視后視對(duì)準(zhǔn)方向，單人即可進(jìn)行斷面測(cè)量和定位工作，可以減少前視、后視人員，因此，采用GPS進(jìn)行電力線路測(cè)量較傳統(tǒng)方法可以大大節(jié)省人力、提高工作效率。尤其是在采用多臺(tái)套儀器同時(shí)作業(yè)時(shí)更能體現(xiàn)出作業(yè)速度快、效率高、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)。

GPS測(cè)量時(shí)點(diǎn)位之間無需通視，無須砍伐直線通道（GPS測(cè)量當(dāng)點(diǎn)位上方樹木遮蔽嚴(yán)重時(shí)只需要將點(diǎn)位周圍大約10m范圍內(nèi)的有嚴(yán)重遮蔽的障礙物砍掉以免影響GPS信號(hào)的接收和減少多路徑效應(yīng)的影響）；遇到房屋或其他構(gòu)筑物阻擋視線時(shí)由于不需要通視，無需儀器上房或作三角形，可以大大提高測(cè)量效率和精度。

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