论手持GPS 在铁路电力工程中的应用

白 瑞

(中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津 300000)

铁路电力工程主要由区间架空电力、站场电力组成，由于供电结构原因，一般铁路区间架空电力最高电压等级为35 kV(以青藏铁路电路为例)，档距在200 m以内;站场电力由高压环场供电系统(大、中型站场)和低压供电系统组成，为了充分利用场地空间，目前基本采取电缆线路(以西安铁路集装箱站为例，场地内无架空电力线路)。

1 铁路电力工程存在的主要问题

由于铁路电力的特殊性，造成工程前期图纸放样、测量工作极为繁琐，需要投入大量人力物力。主要问题如下:

1)架空线路定位较难，架空线路档距基本为70 m～200 m之内，10 kV线路居多，档距为90 m，而施工现场普遍使用的测量仪器为经纬仪，前点配合人员无法控制距离精度，需要经纬仪协助进行多次调整方能达到精度。一点需要3次～5次定位才能确认，严重浪费时间。

2)电缆线路的测量，电缆线路由于现场情况复杂，需要避让建筑物、道路等，只能使用软尺进行大略测量，之后根据经验加载余量系数，造成成本的不可控。

综上所述，技术手段已经落后于施工现场的需求。但如若引入工程全站仪等先进工具，只能解决架空线路精度问题，而且前点人员手持反射棱镜，同样需要反复调整。电缆线路测量无法解决。

2 手持GPS应用情况

经过我们反复比对、调查相关测量用具，发现目前在国内户外用品市场个人手持GPS比较符合我们的要求，于是进行了试用。情况详述如下:

1)架空线路测量中，使用了Garmin佳明62SC GPS行业版手持机，其主要功能为:

a.具备北京54、西安80和CGCS2000等多种坐标系统与格式转换;

b.具备面积测量功能(航迹、航线测量模式);

c.航点2 000点(视记忆卡或内存容量大小，可无限扩充);

d.航迹10 000点(视记忆卡或内存容量大小，可无限扩充);

e.配置三轴(具有倾斜补偿)电子罗盘，实时显示精确方位角度;

f.气压式高度计详细记录高度与气压变化，实时掌握现地环境;

g.预装导航电子地图，40多项行程讯息;

h.机身坚固扎实，防水防震防眩三防设计，适合GIS采集作业;

i.高达14 h以上的连续作业时间。

测量中，前点人员握持，在架镜点确认第一航点。该手持机可以实时显示手持机距离架镜点距离，利用此项功能可以较为精确的运动到设计距离架镜点距离，之后要求经纬仪确定距离及位置。尤其该手机可以将航点直接反映于所显示地图之上，在山区定点时可以大略确定位置，十分方便。

该机型与PC可以进行数据交换，使用的软件为MAPSOURCE，在进行架空测量之前，可以使用该软件制作测量地区的等高线地图，铁路架空线路设计图纸往往为1∶2 000的等高线地图，将等高线地图输入手持机，甚至可以提前在等高线地图之上标定线路杆点，对于架空线路测量定位十分方便。经过实际使用，Garmin佳明62SC GPS行业版手持机精度根据现场天气情况，可以达到3 m～5 m的定位精度，完全满足了测量施工需要。该手持机目前售价在3 000元左右，相比较全站仪成本低廉。

2)电缆线路测量中，我们选用了天宝Trimble Juno SB高精度GPS手持机。其主要数据如下:

a.Juno SB提供2 m～5 m的事实和后处理差分定位精度。工作人员可以在室外接收广域差分源，有效提高Juno的定位精度，同时，也可以在外业采集数据后，回到办公室，通过后处理的作业方式将作业精度提升至1 m～3 m，确保定位能符合GIS的要求，控制数据整体质量和一致性;

b.Juno SB手持型GPS接收机是Trimble MGIS产品系列解决方案的重要组成部分，全面兼容MGIS数据采集、维护的相应软件。所以工作人员在使用Juno SB进行外业数据采集工作时，可以保持原有的工作习惯、流程和工作方法;

c.强大的桌面端内业数据处理软件有效实现办公智能化批处理——数据导入、数据处理、支持用户自定义数据格式、自行编辑数据字典，满足行业标准化作业流程和数据格式要求;

d.支持北京54、西安80、国家2000及用户自定义坐标系统，多种数据格式的输出可为不同平台软件直接提供可以使用的数据，输出文件格式包括采用了行业标准的数据接口结构，支持多种GIS或者CAD平台。

测量中，工作人员手持Juno SB，打开内置的TerraSync软件，选择线条记录，保持手持机相对地面高度，沿电缆径路行进，完成线路全程后，可以在该手持机上直接读出电缆径路全长。尤其值得称道的是，该手持机提供的是3D长度，其中包含由于地形高差引起的长度变量。

经过实际使用，天宝Trimble Juno SB高精度GPS手持机精度根据现场天气情况，可以达到2 m～5 m的定位精度，完全满足了电缆线路测量施工需要。该手持机目前售价在4 000元左右，经比对是相对较为低廉的一种解决方案。

在科技高速发展的今天，我国的民用GPS领域日新月异，为我们提供了便携、经济的GPS手持设备。据此，我们从善如流，改进我们的传统施工手段，节约了时间、成本，提高了工作效率。

因此，我们应该在工程中顺应潮流，及时发现问题，择选相对较为经济、科学的解决方案，使我们的施工方法也随之合理化、人性化。只有这样我们才能跟上世界工程领域的步伐，长此以往，我们总有一天可以进入世界发达国家的工程市场，与其进行竞争。扬我国威于世界，这是我们每个中国工程人的梦想，也将在我们这一代中国工程人手中实现。