架空输配电线路勘测设计中GPS技术的应用分析

卢伯榕 国网福建省电力有限公司永泰县供电公司

随着电力建设规模不断扩大，架空输配电线路覆盖范围也在不断扩大，架空输配电线路作为电力建设过程中必不可少的基础建设，新时代环境下，也面临着新的挑战。架空输配电线路勘测与设计工作中，传统的勘测设计方法效率不高，已经无法满足当前的实际发展需求。而GPS技术的应用，能够全面优化架空输配电线路勘测设计工作，为我国社会经济的健康稳定发展提供了保障。

一、GPS技术原理

GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，最早用于军事领域，通过接收卫星发射信号，为美军及其盟军提供定位导航；其由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。目前GPS在工程应用中以RTK（Real-time kinematic，实时动态）载波相位差分技术为典型代表，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。

二、GPS技术在输配电线路工程应用中的特点

（1）测量条件要求低。传统测量中待测点与全站仪的通视条件要求高，仅能测量视距范围内的地形地物。而GPS技术完美的解决了这一弊端，只要接收机所处的电磁环境不受影响，便可实现快速精准的定位作业。

（2）效率高。工程应用中对于普通的地形地物的测量，运用GPS技术，基准站差分信号以电信信号为发送方式的覆盖范围通常能达到十几公里，甚至更远。这是传统的全站仪测量远远达不到的，避免了传统测量中全站仪测距范围小搬站次数多的问题。且可单人单机操作提高了工作效率，节省了测量成本。

（3）精度高。由GPS技术原理可知GPS技术有效避免了测量中的累积误差，待测点的精度不受测站的传递引起的累积误差影响，数据可靠且精度高。以RTK为例，只要在基准站的差分信号覆盖范围内，移动站满足测量环境要求，即可达到厘米级精度，满足电力线路勘测精度要求。

（4）终端操作简单功能强。目前各仪器厂商对GPS应用的客户端软件多基于安卓系统开发，实际操作难度与手机操作差不多，并朝着智能与傻瓜化方向发展。使用难度低，数据处理能力强，成为其显著特点。

三、GPS技术在架空输配电线路勘测设计中的具体应用

输配电线路勘测设计工作主要包括选线、查勘、终勘等环节，选线是非常重要的环节，要对路径方案进行严格把控，GPS技术在实际应用过程中，能够大幅度提升工作效率，保障工程质量。

（一）室内选线

室内选线阶段主要是在1：10000地形图或google Earth地图中选线，通过对相应的坐标进行计算与转换，之后在地图上选出线路走向，并添加地标功能，在图上标出塔杆的具体位置，将标注点进行连接，形成路径图。对于可能存在的影响进行深入分析与判别，进一步优化调整线路，尽可能避让开学校、村庄等可能会对路径产生影响的相关障碍物，一般情况下，可选择2-3条线路方案。

（二）实地踏勘

针对初步选线方案，进一步实地勘测，采用手持GPS进行实时动态测量，记录具体线路走向以及可能存在影响的地形地貌。确认杆塔方位，选择杆塔的具体位置，确定转角的度数，并密切关注路径与公路、电力线交叉跨越位置的选定，利用GPS技术配合全站仪测量交叉跨越的高度、宽度等相关数据信息，利于后续排杆定位。

（三）室内排杆

目前GPS终端操作系统多为安卓系统，在测量数据的导出及格式转换上相较传统仪器更加方便快捷，方式方法更加灵活，即可通过数据线传输，又可通过邮件、蓝牙、甚至QQ等手机中常见的方式传输数据至PC，数据格式也比较丰富，常见的txt、csv、dat、org格式都支持，在数据接口方面极大的方便了内业数据处理，通常将现场测量数据直接导出为南方CASS的dat数据格式，展绘于CAD中进行相应的标注，绘制路径平面图，并将线路数据输入道亨SLW数据处理软件，生成平断面图，对交叉地理位置、高度以及地貌环境进行标注，计算得出杆塔的整体受力状况，进一步验证、确立杆塔的具体位置，形成定位图。

（四）终勘定位

在室内排杆定位之后，结合内业选定的转角杆塔具体位置，以RTK和全站仪为主要测量仪器进行终勘定位，对室内选定的杆塔位置进行现场放样、测量，包括对塔基断面测量和交叉跨越的复测，并对全线控制性断面点进行测量，线路定测过程因线路路径为带状图，起点与终端距离通常较远，传统测量中不可避免的频繁搬站，且对仪器的对中和定向误差要求很高，随着线路距离越长终点的误差越大，特别在市镇规划区最终产生的累积误差，甚至不能满足工程要求，而结合了GPS技术，有效的控制了搬站、对中、定向等带来的累积误差，实际工作中通常使用GPS取代全站仪对杆塔位置及线路附近的相关地形地物进行放样、测量，减少了因通视条件受限对林木的砍伐量，用GPS配合全站仪对交叉跨越进行测量，避免了引测控制点的麻烦，方便快捷、高效可靠。最后GPS测量数据与全站仪数据导出整理，形成完整的路径图。

四、结束语

当地图资料相对有限，无法完整收集的状况下，采用GPS技术获取相对完整的地理位置信息能够针对实际需求，从全局入手，对线路进行合理的优化设计，减少了控制点的引测工作及林木的砍伐量，大幅度降低了劳动强度，减少了现场的工作量，节约了勘测成本，提升了线路勘测设计工作的效率与整体质量。在输电线路勘测设计工作当中发挥着重要的作用，其应用范围仍在不断扩大。GPS技术为线路勘测工作提供了良好的基础条件与全新的工作模式，对电力勘测设计领域的发展具有重要的意义。