GIS数据采集器在输电线路勘测中的应用

GIS数据采集器在输电线路勘测中的应用
摘要：阐述了GIS数据采集器在输电线路勘测中的应用。

实践证明，与传统测量方法相比，精确在满足要求的同时，利用该技术可大大提高工作效率，节约了人力物力。

关键词：GIS；数据采集；输电线；
1、测区概况
某电公司为完善多年来投资建设的35KV-220KV输电线路建设的档案资料，该项工作的主要内容是实测输电线路的电杆位置并将其展绘到1:10000地形图上，另需调查电杆的属性，如单杆、双杆、铁塔等。

输电线路总长1500多公里，共114条，较长的线路有30多公里，短的为7、8公里，分布在临沂市三区九县镜内，线路地跨南北约200公里，东西约160公里。

输电线路沿途环境比较复杂，南部、东北部线路沿途以平地和丘陵为主；分布在平邑、蒙阴境内的西北部线路穿越了山东省第二高山—蒙山，线路离车辆通行道路较远，行车较为困难，给施测工作带来了较大难度；三区内线路沿途地势较平坦，交通较为方便。

由于需勘测的输电线路较多、工作量大，时间紧，而且当地现在没有建立连续运行参考站系统，如使用传统的RTK在压线下作业会受到很大的限制。

为满足此次勘测精度的要求，提高工作效率，减轻作业人员的劳动强度，在综合考虑了测量设备性价比的因素后，选用中海达公司生产的Q mini GIS数据采集器。

2、Q mini GIS数据采集器特点
Q mini 采用一体化集成设计，其集GPS、Windows 系统、数码相机、麦克风、3G 通信、蓝牙通讯、海量存储、USB/RS232 端口、SD 卡扩展等多种功能于一身，是目前业内功能最强的专业级GIS 数据采集器，满足您多样化的实际使用需求。

目前多应用于国土、电力、林业环境、导航、市政、海洋等。

其体积小、价格便宜、操作简单，灵敏度高、抗干扰能力强，在SBAS（即Satellite Based Augmentation Systems ，是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统）工作方式差分可实现米级的定位精度。

（1）功能齐全。

该仪器能轻松的实现点、线、面、图形等复杂GIS外业数据的工作要求，操作采用图形化菜单界面，形象易懂，操作简单；具有数据字典编辑功能，可预先录入采集要素及其各项属性值，可野外实时编辑；具有多种位置数据和属性信息的采集方式，如手动采集、自动采集、公共点采集、交叉采集、偏距采集等；仪器带有全球版坐标系统转换算法，也可以通过输入各种参数自己定义坐标系。

（2）定位精度高。

该仪器是亚米级高精度GIS数据采集器，内置软件集成PPP（精密单点定位）算法技术，可显著提高GPS的定位精度和可靠性，集成无线通信功能和数码相机功能，自带Hi-Q GIS数据采集软件和Hi-Q Tools数据处
理软件，采集的数据经过后处理和转换可以获得更高的定位精度。

（3）测量试验。

由于该项工程是勘测输电线路中的线杆的位置，作业的环境是在高压线下，因而Qmini在电磁高压这种特殊的环境下，能否进行快速定位测量和对测量精度影响的大小至关重要。

分别选择了罗庄区盛庄镇的一条带有电力铁塔的高压线和河东区相公镇的一条高压线进行了测试，在测设线杆时，定位时间一般不超过1分钟，在建筑物密集区，约5分钟左右可以获得可靠性数据。

通过测试验证，采用Q mini GIS进行定位数据采集受到电磁高压的影响不大，完全可以在此工程中使用。

3、坐标参数解算
本次作业采用的控制点为该市C级GPS点，工作底图为1:10000地形图，3°分带，中央子午线为117°, 1980西安坐标系。

根据测区的实际情况，选取4个C 级GPS控制点，利用静态GPS，测量这4个已知的西安80坐标点，求解临沂地区从WGS－84 到西安80 坐标系统转换的七参数，解算的七参数为：Dx 平移(米): -4.850；Dy 平移(米): 9.548；Dz 平移(米): 7.445；Rx 旋转(秒): 0.885482；Ry 旋转(秒): -1.756722；Rz 旋转(秒): 3.213687；SF尺度(ppm): -2.265655。

然后以此参数，实现Q mini外业的实时动态投影，现场获取西安80坐标。

4、精度检测
选取均匀分布在测区内的8个C级GPS控制点进行检测，使用Q mini测量的数据与从临沂市国土资源局测绘科搜集的成果资料进行比较，其结果如下表：
通过检测的结果看，点位最大误差为1.9米，最小的为0.5 米，一般在1.4米左右，达到标称精度的要求，完全满足1:10000地形图地物点中误差（图上0.8mm）的要求。

点名原坐标检查坐标坐标差点位误差
A1 3882514.30 3882514.10 0.2 1.5
614574.11 6145742.60 1.51
A2 3876286.51 3876285.2 1.31 1.3
628277.85 628277.10 -0.25
A3 3899228.37 3899226.90 1.47 1.9
613856.49 613857.70 -1.21
A4 3834508.37 3834507.60 0.77 1.6
619252.02 619253.60 -1.58
A5 3840283.08 3840281.70 1.38 1.7
614607.57 614608.60 -1.03
A6 3863341.50 3863340.80 0.70 1.0
606454.75 606455.40 -0.65
A7 3960016.85 3960016.70 0.15 1.2
649014.05 649015.30 -1.25
A8 3943720.88 3943720.60 0.28 0.5
633028.20 633028.60 -0.40
5、输电线路勘测方法
5.1模式选择
开启Qmini GIS采集器进入BIOS界面，加载WinCE系统运行后，显示为WinCE系统桌面。

双击桌面上“工具”图标，点击“模式选择”，在“模式选择”界面，点击“获取当前模式”，选择“自动跟踪SBAS卫星”，此种模式下即可进行SBAS 方式采集数据。

5.2建立工作文件和参数设置
运行GIS采集软件，单击“实时采集”按钮，出现工作主界面，点击左上角的“实时差分”按钮，点击“设置工作文件”，依据所示界面，依次选择“新建文件名”，输入自定义的文件名称，并选择数据字典；在“选择坐标系统文件”里选1980西安坐标系，然后输入中央子午线、投影参数和输入坐标七参数。

5.3数据采集。

点击软件主界面的“实时采集”按钮，在弹出的采集主界面选择左上角的“实时差分”按钮→“设置工作文件”，输入前面定义的文件名，设置完成后点击“确定”，将Q mini采集器放置在目标点上，点击界面右上角的“＋”号进行手动采集
数据，在HDOP 值小于2时，才可采集，采集完成后点击“记录”。

5.4数据处理。

将外业勘测的输电线路成果，传输到电脑上，依据外业的记录绘制好电力线，并对线路的起点、终点以及电杆属性要素表述清楚，检查无误后将电力线路绘制成图并展绘到1：10000的地形图底图上，并整饰好图廓。

6、结束语
使用Q mini GIS数据采集器进行输电线路勘测，提高了工作效率，降低了工作强度。

并且随着手持GPS机定位技术的发展，在不断提升其可靠性和定位精度的相关技术下，必将在国民经济生产各行各业得到广发应用。

在本次作业中，也发现了许多现势性必须考虑的问题：
（1）中海达Q mini 定位速度和精度与卫星分布几何位置有关，开阔地区搜索卫星信号的速度极为迅速，在城区和林地的区域定位速度迟缓。

（2）坐标系统参数的设置尤为重要，解算转换参数的点尽量均匀分布且能涵盖整个测区。

将静态GPS解算时求取的坐标转换参数应用于Q mini中，大幅度提高了定位精度。

参考文献：
[1]Qmini 系列工业级移动GIS产品使用说明书2.0版（2013.04）。