探究機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)及其在電力工程中的應(yīng)用

劉雷

摘? ? 要：近些年來我國經(jīng)濟(jì)科技快速發(fā)展，現(xiàn)代化推進(jìn)過程中遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)適應(yīng)時(shí)代需求應(yīng)運(yùn)而生，國家發(fā)展過程中對電力提出更高的要求，國家電網(wǎng)適應(yīng)時(shí)代要求科學(xué)布線，加強(qiáng)線路管理保證輸送安全。本篇文章首先就機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行概述，了解技術(shù)基本原理構(gòu)成，具體分析機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，促進(jìn)電力工程優(yōu)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù);電力工程;應(yīng)用

一、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)概述

機(jī)載雷光雷達(dá)系統(tǒng)基于其主要構(gòu)件發(fā)揮有效作用，系統(tǒng)內(nèi)有飛行平臺以傳感器載體存在主要是為了保證日常運(yùn)營平穩(wěn)，系統(tǒng)激光掃描儀可以通過儀器設(shè)備不斷發(fā)射脈沖傳感，還包括定位與測量單元保證應(yīng)用中的精準(zhǔn)測量，最后控制單元作為整個(gè)系統(tǒng)的核心裝備可以進(jìn)行數(shù)據(jù)整合。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用過程中可以以飛機(jī)代替飛行平臺，激光掃描儀在運(yùn)用中其原理與普通雷達(dá)是相似的，都是通過不斷向外發(fā)射脈沖，二者之間只是在波長上有一定差異?；诖隧?xiàng)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展市場上也會有多種激光掃描儀，每種激光掃描儀生產(chǎn)技術(shù)不同掃描方式也會有一定差異，最常見的三種激光掃描儀是線、光纖和圓錐掃描，其中前兩種主要是在平行線軌道上進(jìn)行掃描，后一種是以橢圓為軌跡進(jìn)行掃描。日常我們對機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)的基本構(gòu)件認(rèn)識不多，但是其定位和測量裝置與我們?nèi)粘Ｋ姷膽T性測量裝置是一樣的，它與系統(tǒng)構(gòu)件相互結(jié)合應(yīng)用GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定位，在整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造中搭建基準(zhǔn)站實(shí)現(xiàn)空間組合，在流動過程中通過基準(zhǔn)站觀測衛(wèi)星信號，后期對收集的信號和信息進(jìn)行處理，進(jìn)而可以準(zhǔn)確測得精準(zhǔn)位置，利用計(jì)算機(jī)對各系統(tǒng)資源進(jìn)行整合，通過各單元協(xié)作控制，保證每單元互不干擾又能充分發(fā)揮價(jià)值。

二、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)工作原理

機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在實(shí)際工作運(yùn)行中是重復(fù)的利用激光點(diǎn)發(fā)射接收，整個(gè)過程中通過系統(tǒng)對空間點(diǎn)在一定分辨率上構(gòu)成云圖，以此來展現(xiàn)出整個(gè)系統(tǒng)的收收集結(jié)果，讓人們通過系統(tǒng)更直觀地對目標(biāo)物體增加認(rèn)識。激光發(fā)射儀通過激光脈沖記錄地面目標(biāo)反射，主要是利用飛行器上的測距儀，這樣可以精準(zhǔn)的了解發(fā)射地域目標(biāo)之間的距離，并且通過脈沖了解時(shí)間差。與此同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的測量系統(tǒng)可以根據(jù)飛行器的移動狀態(tài)對空間進(jìn)行瞬間姿態(tài)展示，利用數(shù)據(jù)參數(shù)精確測定。機(jī)載激光雷達(dá)結(jié)合GPS技術(shù)構(gòu)建三維模型，準(zhǔn)確記錄飛行器的三維坐標(biāo)，更形象的分析瞬間空間狀態(tài)，通過具體公示核算有效數(shù)據(jù)，后期處理過程中利用軟件，對激光腳點(diǎn)的三維坐標(biāo)精確定位。系統(tǒng)應(yīng)用過程中通過激光掃描儀按照路徑掃描，系統(tǒng)內(nèi)部自動記錄大量地面點(diǎn)的坐標(biāo)，此時(shí)會在一定范圍內(nèi)帶寬輻射。具體計(jì)算過程主要有以下步驟：首先需要利用飛行器通過脈沖收發(fā)記錄對瞬時(shí)時(shí)刻進(jìn)行記錄，其次，利用科學(xué)原理對脈沖發(fā)出和反射之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行計(jì)算，了解具體的斜距離差測量有效數(shù)值，最后，通過飛行器瞬間空間狀態(tài)把信號傳遞到傳感器上，確定準(zhǔn)確位置和方向，利用反射記錄每一點(diǎn)的坐標(biāo)。

三、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

1.電力優(yōu)化選線

當(dāng)前國家經(jīng)濟(jì)科技快速發(fā)展，在現(xiàn)代化進(jìn)程中國內(nèi)會大伏駕空電線路，過去各項(xiàng)技術(shù)不完善，在工程勘測過程中會利用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行測量，目前利用機(jī)載激光技術(shù)可以保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，通過先進(jìn)技術(shù)可以不再進(jìn)行航空測量，這樣會有效提高測量效率，減少測量過程中的野外調(diào)繪，縮短測量周期在一定程度上節(jié)儉成本。目前進(jìn)行電力優(yōu)化選線利用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)最初的目的，不僅要保持線路路徑的科學(xué)合理性節(jié)儉成本，還要減少由于線路帶來的影響。技術(shù)應(yīng)用過程中主要是以下內(nèi)容：首先需要對地圖和影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的輸電線路路徑方便后續(xù)架空送電線路建設(shè);其次初步完成路徑選擇之后，需要根據(jù)選擇結(jié)果利用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行測量，測量過程中要保證全面性，通過先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)處理，利用技術(shù)功能開展實(shí)地調(diào)研;最后通過激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，把各項(xiàng)結(jié)果相互融合，工作人員通過線路設(shè)計(jì)軟件對線路進(jìn)行優(yōu)化輸出最終結(jié)果。

我國國內(nèi)還沒有成熟的機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用平臺，所以目前的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)完美狀態(tài)的優(yōu)先化選線，在發(fā)展過程中國家并沒有基于此項(xiàng)技術(shù)制定相應(yīng)的規(guī)范和制度，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用還處于摸索階段，但是就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看我們必須重視其影響力，在未來的發(fā)展中機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)市場應(yīng)用范圍很大，由此可知此項(xiàng)技術(shù)在未來發(fā)展前景很好。

2.電力巡線

當(dāng)前國家快速發(fā)展實(shí)力增強(qiáng)，為了滿足當(dāng)前的發(fā)展需要對電力輸送提出更高的要求，需要保持高壓輸入和長距離輸送等，現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中會建立很多輸電線路，為了保證日常安全運(yùn)行需要加強(qiáng)對線路安全進(jìn)行維護(hù)，基于此電力巡線的重要性凸顯，日常工作中設(shè)定專門人員對線路進(jìn)行巡檢，及時(shí)了解線路安全隱患，對線路存在的問題及時(shí)解決，加強(qiáng)預(yù)防避免引發(fā)安全事故。按照傳統(tǒng)的方式進(jìn)行巡查，不僅需要投入大量的人力物力資源，還會受多種因素影響不能保證效率和質(zhì)量，特別是超高壓線路巡檢工作難度比較大，傳統(tǒng)巡檢過程中效果比較差，所以在現(xiàn)代化發(fā)展中需要創(chuàng)造新的巡檢模式來滿足需求，由此可知機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)由此發(fā)展被廣泛應(yīng)用。

3.數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)

在新的時(shí)代利用新現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，國家積極推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，利用各項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建三維建模，實(shí)現(xiàn)發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)重大突破。目前利用機(jī)載激光技術(shù)，通過系統(tǒng)功能，對線路地形和線路自身之間相互連接，讓人們?nèi)S模型直觀感受。電網(wǎng)電路操作人員通過機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)對實(shí)地地形進(jìn)行有效處理，通過三維建模以一種更新的姿態(tài)獲取密集數(shù)據(jù)。當(dāng)前國家大力推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，由此推測機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在未來電力工程建設(shè)中將會有重要價(jià)值。

結(jié)論

由以上論述可知，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)是遙感技術(shù)的革命性創(chuàng)新，目前全球應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)比較廣泛，通過機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)建三維建模，提升人們?nèi)粘７直媛?，獲取更精準(zhǔn)的高價(jià)值信息，有利于實(shí)現(xiàn)精度觀測，保障數(shù)據(jù)整合提速。

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