GPS技術(shù)在電力工程勘測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值研究

朱裕文

【摘 要】新時(shí)期背景下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，而勘測(cè)工作也逐漸突顯出高標(biāo)準(zhǔn)與高精度的特征。作為新型技術(shù)，GPS技術(shù)精密性較高且實(shí)用性特性明顯，在水利工程、公路工程和電力工程等多個(gè)領(lǐng)域的勘測(cè)施工中都得到了廣泛地應(yīng)用。而要想在電力工程勘測(cè)過(guò)程中全面推廣使用GPS技術(shù)，對(duì)于GPS技術(shù)在電力工程勘測(cè)中的應(yīng)用展開(kāi)進(jìn)一步研究與探討十分有必要?；诖耍恼聦PS技術(shù)作為重點(diǎn)研究對(duì)象，闡述其在電力工程勘測(cè)中的實(shí)踐應(yīng)用，突顯其自身的應(yīng)用價(jià)值，并為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；電力工程勘測(cè)；應(yīng)用價(jià)值；研究

1 GPS技術(shù)概述

1.1 GPS技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)量中的基本原理

將GPS技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)量當(dāng)中，通常采用的是高軌測(cè)距的方法，可以把GPS衛(wèi)星與觀測(cè)站之間的距離作為基礎(chǔ)的觀測(cè)量。一般情況下，測(cè)量的方法可以歸納成兩種：其一，偽距測(cè)量。具體指的就是通過(guò)GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距電文與A/C碼向接收機(jī)傳遞的時(shí)間來(lái)對(duì)衛(wèi)星和接收天線之間距離進(jìn)行準(zhǔn)確地計(jì)算[1]。然而，接收機(jī)與GPS時(shí)鐘時(shí)間在時(shí)區(qū)方面存在一定的差異，因而被稱之為偽距。其二，載波相位測(cè)量。這種測(cè)量距離所參考的依據(jù)主要是傳播路徑當(dāng)中的GPS衛(wèi)星載波信號(hào)相位的變化，因而在精準(zhǔn)度方面要更優(yōu)于偽距測(cè)量的方法。

1.2 GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，最新的GPS定位技術(shù)的測(cè)量設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要安裝一臺(tái)雙頻接收機(jī)就可以針對(duì)全球內(nèi)的目標(biāo)展開(kāi)高精準(zhǔn)度的跟蹤定位。但是，傳統(tǒng)的GPS定位技術(shù)難以合理地處理誤差，使得測(cè)量的精準(zhǔn)度隨之下降。最新GPS技術(shù)通過(guò)對(duì)非差模式的有效運(yùn)用展開(kāi)測(cè)量計(jì)算，即便存在諸多影響參數(shù)，在數(shù)學(xué)模型選用方面只要合理，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的優(yōu)化處理[2]。另外，對(duì)定位精準(zhǔn)度而言，傳統(tǒng)與最新GPS定位技術(shù)之間存在明顯的差異。其中，傳統(tǒng)的定位技術(shù)精準(zhǔn)度能夠精確到10米。但最新的GPS定位技術(shù)則能夠精準(zhǔn)到厘米級(jí)。由此可見(jiàn)，最新的GPS定位技術(shù)在定位精準(zhǔn)度、測(cè)量的范圍以及誤差處理等多個(gè)方面都要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的定位技術(shù)。

2 電力工程勘測(cè)中對(duì)GPS技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 電力工程項(xiàng)目的勘測(cè)特點(diǎn)

通常情況下，電力工程中涉及到發(fā)電廠、輸電線路與變電站等多種內(nèi)容，其中，電力工程勘測(cè)作業(yè)是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建設(shè)的重要基礎(chǔ)，并始終貫穿在項(xiàng)目各環(huán)節(jié)當(dāng)中。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化進(jìn)程提高的背景下，工程范圍項(xiàng)目也隨之?dāng)U大，因而很容易出現(xiàn)重疊的問(wèn)題?；诖?，對(duì)電力工程項(xiàng)目與其他工程之間沖突的規(guī)避逐漸成為電力勘測(cè)作業(yè)的核心[3]。在這種情況下，對(duì)高精度GPS測(cè)量作業(yè)予以合理地運(yùn)用，可以在施工初期構(gòu)建更為準(zhǔn)確且滿足我國(guó)坐標(biāo)系統(tǒng)要求的測(cè)量區(qū)控制系統(tǒng)。

2.2 測(cè)量區(qū)控制點(diǎn)資料的收集

在收集測(cè)量區(qū)域控制點(diǎn)資料的過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)的位置、控制網(wǎng)的規(guī)格以及高度和基準(zhǔn)線等參數(shù)展開(kāi)前期的測(cè)量，以保證控制點(diǎn)被放置在基準(zhǔn)站中的最理想位置。

2.3 坐標(biāo)向參數(shù)的轉(zhuǎn)換

將GPS技術(shù)應(yīng)用在電力工程勘測(cè)過(guò)程中，必須要保證測(cè)量處于相同標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系當(dāng)中，這與電力線路勘測(cè)定位點(diǎn)的坐標(biāo)位置存在一定的差異。在這種情況下，必須要實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)間的參與轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方面，需要完成所有測(cè)量工作以后才能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。但是，新型RTK測(cè)量技術(shù)則對(duì)坐標(biāo)參數(shù)的要求更高，必須要提前給出本地區(qū)具體坐標(biāo)，并在實(shí)際轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，應(yīng)提供不低于三個(gè)參考地的坐標(biāo)[4]。

2.4 合理選定并構(gòu)建參考站

在運(yùn)用RTK技術(shù)的過(guò)程中，參考站位置確定十分重要。所以，在選擇參考站的時(shí)候，必須要高度重視以下幾方面內(nèi)容：第一，參考站已知坐標(biāo)要確定；第二，保證參考站點(diǎn)的高度，盡量選擇開(kāi)闊的地段，且附近不存在高建筑物，以免帶來(lái)一定的干擾。參考站點(diǎn)地勢(shì)的正確選擇能夠保證其獲取更為清晰的衛(wèi)星信號(hào)。第三，所接收的衛(wèi)星信號(hào)很容易受其他信號(hào)干擾，所以，要想確保原始的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確且完整，應(yīng)確保參考站附近不存在信號(hào)反射物亦或是多路徑效應(yīng)[5]。需要注意的是，所設(shè)立的參考站應(yīng)盡可能與電臺(tái)以及發(fā)射站距離較遠(yuǎn)。第四，嚴(yán)格測(cè)量參考站地勢(shì)，并選擇具有堅(jiān)固土質(zhì)層的環(huán)境。在參考站位置選定好以后，就可以安裝建立，其中應(yīng)選擇使用GPS布網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行確定。

2.5 加密控制點(diǎn)

如果控制點(diǎn)間距離相對(duì)較大，則會(huì)大于RTK工作的半徑范圍，進(jìn)而對(duì)設(shè)備運(yùn)行的效果產(chǎn)生直接的影響。在這種情況下，就可以對(duì)GPS技術(shù)中的RTK技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，通過(guò)其靜態(tài)功能來(lái)布設(shè)支點(diǎn)，對(duì)測(cè)量的距離進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮由臁Ｔ诖诉^(guò)程中，需注意支點(diǎn)位置選擇的重要性，盡量與轉(zhuǎn)角樁相互靠近，以保證信號(hào)的強(qiáng)度，使視野開(kāi)闊且交通更為便利。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)控制點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行再次安置的過(guò)程中，需要對(duì)已存在的樁位情況進(jìn)行提前檢驗(yàn)，但是高度與坐標(biāo)參數(shù)的前后測(cè)量差距一定不允許超過(guò)7厘米[6]。

3 電力工程勘測(cè)對(duì)GPS技術(shù)應(yīng)用的案例研究

根據(jù)以上研究與分析，可以發(fā)現(xiàn)GPS技術(shù)具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，而將其應(yīng)用在電力工程勘測(cè)過(guò)程中也能夠?qū)⒆陨砉τ贸浞职l(fā)揮出來(lái)。為此，下文將以某電力工程為實(shí)際案例，重點(diǎn)闡述了GPS技術(shù)在工程勘測(cè)中的具體應(yīng)用，希望有所幫助。

3.1 工程項(xiàng)目概況

在某電力工程中，輸電線路的長(zhǎng)度接近70千米，而電壓等級(jí)為220kV。該線路鋪設(shè)的前半段屬于丘陵地區(qū)，而中段是森林覆蓋的地帶，其跨越了諸多住宅樓以及高速公路[7]。為了能夠確保電力工程竣工后所提供電能服務(wù)的穩(wěn)定性，推動(dòng)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，決定對(duì)最新的GPS技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，同時(shí)設(shè)置四臺(tái)動(dòng)態(tài)雙頻接收機(jī)，為電力工程項(xiàng)目建設(shè)提供了有力的保障。

3.2 布設(shè)靜態(tài)控制網(wǎng)

通過(guò)實(shí)地勘測(cè)，工作人員對(duì)輸電線路走向與拐角進(jìn)行了深入地了解，同時(shí)掌握其在地圖中的具體位置。而對(duì)于線路而言，應(yīng)當(dāng)將線路規(guī)劃與地理情況作為重要依據(jù)，合理設(shè)置出十個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)而嚴(yán)格檢測(cè)國(guó)道、居民區(qū)與主要干道的區(qū)域，使得觀測(cè)工作開(kāi)展更為順利。由于水域、通信塔以及高壓線會(huì)在傳輸電波信號(hào)的過(guò)程中產(chǎn)生不利的影響，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重?fù)p害，所以，在規(guī)劃以及施工的時(shí)候應(yīng)避免控制點(diǎn)和上述位置的距離過(guò)于近。只有這樣，才能夠確保動(dòng)態(tài)雙頻接收機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定與安全[8]。

而在該設(shè)計(jì)施工當(dāng)中，對(duì)MATLAB進(jìn)行合理地使用，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)約束控制進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。但由于線路勘測(cè)過(guò)程中的高程和距離具有一定的相對(duì)性，所以，若范圍相對(duì)較小，那么大地高差與水平高差比值也會(huì)隨之降低，因而，必須要在控制網(wǎng)平差計(jì)算的過(guò)程中，盡可能選擇使用大地高。 在計(jì)算的過(guò)程中可以了解到基線方差超過(guò)4，且誤差最大低于0.017，也就是說(shuō)基線完全合格。在此基礎(chǔ)上，對(duì)方差值進(jìn)行使用，計(jì)算出控制網(wǎng)平差基準(zhǔn)線坐標(biāo)的矢量。

在完成基線向量計(jì)算以后，需要針對(duì)自由網(wǎng)進(jìn)行平差處理，在第一臺(tái)接收機(jī)WGS84坐標(biāo)中應(yīng)用起始數(shù)據(jù)。其中，自由網(wǎng)平差結(jié)果所顯示的就是大部分基線的改正值都相對(duì)較小，因而無(wú)需將不合格的基線剔除，也就是說(shuō)平差的計(jì)算結(jié)果與工程項(xiàng)目的勘測(cè)精準(zhǔn)度要求相吻合。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于電力工程勘測(cè)工作而言，GPS定位技術(shù)本身的精準(zhǔn)度相對(duì)較高且測(cè)量十分準(zhǔn)確，實(shí)際測(cè)量的效率也相對(duì)較高。與此同時(shí)，實(shí)際操作的難度也不高，所以，一定程度上提高了勘測(cè)作業(yè)速度，進(jìn)一步推動(dòng)了電力工程的全面發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蘇詩(shī)培.試論GPS技術(shù)在電力工程勘測(cè)中的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2016，14（4）：305-306.