GPS技术在电力勘测中的应用

刘晓彬++项青

摘 要：当今是信息科技时代，现代勘测工作正在逐渐向高标准、高精度和高科技化发展。GPS技术作为一种先进的技术，具有精密性高、实用性强等特点，被广泛用于水利工程、公路工程以及电力工程等方面的勘测施工。为了将GPS技术在电力工程勘测中的应用效果最大化，必须进一步研究和分析GPS技术在电力工程勘测中的应用方法。

关键词：GPS技术 电力勘测 应用

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0019-02

经过长久以来的实践和验证，GPS技术的测量精度和准确度都大大优于以往的测量方法，其经济性和实用性都比较高，适合被大范围推广和应用。现阶段，为了更好地提高测量数据的精度和准确度，越来越多的工程测量工作中都使用了GPS測绘技术。GPS测绘技术为电力工程勘测提供了准确的数据和信息，促进了工程质量的提高和进度的加快，除此以外，GPS测绘技术的工作效率要远超一般的测绘方法，降低了人工成本的支出，为工程建设提供了更加优质高效的测绘服务。

1 GPS技术及其优势分析

1.1 GPS技术工程测量的原理

在工程测量中GPS技术采用高轨测距，将GPS卫星和观测站之间的间距当作基础观测量。常用的测量方法有两种，第一，伪距测量，即以GPS卫星发射测距的电文和A/C码传递给接收机之间的时间来计算卫星与接收天线间的距离。但是接收机和GPS上的时钟时间存在时区差异，所以通过这种方式计算出的距离与真实数据还存在一定的差异，被称作伪距。第二，载波相位测量，该方法测量距离的依据是传播路径中GPS卫星载波信号的相位变化情况，所以其精度要高于伪距测量。

1.2 GPS定位技术优势

最新GPS定位技术的优点是：测量设备简单，安装一台双频接收机便能够实现对全世界范围内目标的高精度跟踪定位；传统GPS定位技术无法对出现的误差进行优化处理，大大降低了测量的精度。而最新GPS定位技术采用非差模式进行测量计算，虽然影响参数众多，但通过选用科学的数学模型便能够对误差进行一定的优化处理；在定位精度方面，传统GPS定位技术与最新GPS定位技术存在着明显的差距，传统定位技术精度最高可达10 m左右，而最新GPS定位技术定位精度最高可达厘米级别。综合而言，在定位精度、误差处理、测量范围、测量设备等几方面最新GPS定位技术都明显优于传统定位技术。

2 GPS技术在电力工程勘测中的应用

2.1 收集测量区的控制点资料

需要对控制点的高度、坐标位置、基准线、控制网规格参数、所处地形环境等做出前期测量，确保该控制点属于放置基准站的最佳位置。

2.2 对坐标转换参数

GPS测量必须在一个标准的坐标系中进行，与我国电力线路勘测定位点所在的坐标不一致，这就需要对两坐标之间的参数进行转换。传统的GPS动态测量工作中，坐标转换必须在测量工作全部完成后才能进行。而新型的RTK测量技术对坐标参数提出了更高的要求，需要事先给出当地的坐标，在具体转换时，也要求给出至少3个以上的参考地坐标。

2.3 参考站的选定和建立

参考站位置的合理确定是RTK技术顺利运用的关键。因此，在参考站的前期选择过程中，要注意以下几个方面：其一，要确定参考站的已知坐标；其二，参考站点的地势要高，最好处在开阔地段，周边没有较高建筑物的干扰，确保参考站能清晰接收到卫星信号；其三，卫星信号接收容易受到其他信号的干扰，为了保证原始数据信息的完整、准确，要保证参考站周围无信号反射物和多路径效应的存在，尽量将参考站设立在远离电台、发射站的地方；其四，要对参考站所在的地势严加测量，尽量选择土质层坚固稳定的环境。选定好参考站的位置，就要对其进行安装建立，可以选用GPS布网结构确定坐标。

2.4 控制点加密

控制点之间的距离过大会超出RTK的工作半径范围，影响设备的正常工作。这时候可以采用GPS RTK中的静态功能布设一些支点，适当延伸测量距离。应当注意支点位置的选择要靠近转角桩，确保信号强度，保证视野开阔，交通出行也要便捷。此外，在控制点再次安置基准站时，要事先检验已存在桩位情况，将前后测量的高度和坐标参数差距范围控制在7 cm以内。

2.5 野外作业

为了提高野外勘测的效率和准确度，要将基准站GPS信号接收机合理设立在参考点上，将接收机的坐标参数设置在北京参数，调准接收天线的高度。在一系列准备工作完成后，就可以利用基准站接受卫星信号，再通过广播发出去。与此同时，流动站可以实时同步接受基准站发来的信号，进行坐标转换和信号处理后，可以得出准确的方位距离。

3 GPS技术在电力工程勘测中的应用案例

3.1 工程概况介绍

某电力工程的输电线路长度是67 km，电压等级是220 kV，线路铺设前半段为丘陵地带，中间段为高山森林覆盖地带，并跨越多个住宅楼与高速公路。为保证该电力工程建成后能够为区域用户提供安全稳定的电能服务，促进当地经济发展，采用最新GPS定位技术、GIS技术和遥感技术，以及4台动态双频接收机来实施该电力工程建设。

3.2 静态控制网布设

勘测人员通过勘测已经明确了输电线路走向和拐角在比例地图中的位置。在线路上需要以线路的具体规划、地理情况等为依据设置10个控制点以完成对国道、居民区以及主要干道区域的检测，为观测工作提供便利。因为高压线、水域、通信塔等都会给电波信号的传输带来影响，影响卫星信号的传递质量，因此在实际的规划和施工中，控制点不能与上述位置过近，这样才能保证动态双频接收机工作质量的稳定。在此次设计施工中使用MATLAB来完成控制网约束平常的计算。因为线路勘测中高程与距离的考虑都是相对来说的，因此如果范围比较小，大地高差和水平高差的比值是比较小的，所以在计算控制网平差时最宜使用大地高。第一，根据表1解算出基线向量，高度截止角为15°，采用LAMBDA完成模糊度的计算。通过计算可知基线方差全部都在4以上，最大误差不超过0.017，证明基线全部都合格。最后再利用方差值来完成控制网平差基线坐标矢量的计算。

4 结语

总之，电力工程勘测中，GPS定位技术具有精度高、测量准确、测量效率高等优点，并且其在操作难度方面的要求也比较低，因此它可以大大提高勘测作业的速度，为电力工程事业的发展提供很大的帮助。因此相关的研究人员和工作人员需要进一步做好对GPS定位技术的研究和学习，促进其实际应用效果的提高，实现我国电力产业可持续性发展的战略目标。

参考文献

[1] 李建军.GPS技术在电力工程勘测中的应用分析[J].山西建筑，2015（16）：204-206.

[2] 姚士文.电力工程勘测实践中的技术应用及质量管控研究[J].通讯世界，2015（19）：85-87.