输变电线路激光测量系统简单分析

输变电线路激光测量系统简单分析

【摘要】目前，对地观测技术得到了快速的发展，比如：航空摄影测量技术和机载激光测量技术。机载激光技术主要使用了以下技术和设备：惯性导航系统（IMU）、数码相机以及、全球定位系统（GPS），因此其可以迅速、准确的得到地面以及附属物的信息，包括三维坐标和数字影像数据等。而特高压输电线路的建设具有一定的难度，在这个过程中不断出现新的要求以及研究课题。但是，将机载激光技术应用到特高压输电线路中可以为其勘测和建设提供有力的帮助，高精度、高效、全天候以及快速的优势就会得到全面的发挥。

【关键词】机载激光测量；航测与遥感；特高压；输电线路

机载激光测图系统作为一种对地观测技术，就有高精度、高效、全天候以及快速的特点，这和其融合了以下技术有着很大的关系：全球定位系统（GPS）、激光（laser）以及惯性导航系统（IMU），因此是一种在摄影测量与遥感领域占据重要位置。机载激光测图系统使用的是航空摄影原理以及激光测距原理，因此可以获取到关于大面积的地球表面的信息，比如：摄影数据和三维坐标数据。其主要的应用范围包括：航空遥感定位（尤其是少量地面控制点地区）、影像获取、地表大范围内目标点坐标的获取等。此外，在测定森林覆盖地区地面高程高程时也可以使用该技术。工作人员在进行电力勘探时，往往会遇到条件恶劣、森林覆盖密以及地形很复杂的地方，这时可以使用该技术来解决技术上的难题。

一、特高压输电线工程测量的特征

我国的经济规模在不断的扩大，人口也在增长，因此无论是生产还是生活都对电力的要求越来越高。而目前的电力供求矛盾比较突出，因此我国在电力方面加快了发展的步伐。特高压送电线路是国家主干电网的一个关键的部分，其特点是：覆盖范围广、线路距离长、建设工期短等。和传统的工测技术相比，目前的航空摄影测量技术具有一定的优势，其可以缩短工期，优化线路路径，而勘测设计人员的野外劳动强度也会得到大幅度的降低。但是，在遇到一些断面精度较低且植被茂密的地区，我们就需要使用机载激光技术，是一种先进的特高压输电线路的测量方法。

二、机载激光扫描测量系统组成及工作原理

机载激光扫描测量系统的英文是Light Detection And Ranging，因此可以简写为：LIDAR。作为一种激光探测和测距系统，机载激光测量系统一般会安装在飞机或其他飞行器上。其和地面及机载GPS，可以进行定位以及定姿态。再加上个激光测距我们就可以直接得到地面点的三维坐标，而有了数码相机的辅助，则可以得到数字影像。最后，进行应用相关软件对数据进行处理，就可以获取到数字地面模型以及正射影像图，这二者具有高精度。

1、系统构成

该系统主要包括：惯导系统（IMU）、小幅面数码相机（DSS）、全球定位系统（GPS）以及其他的数据处理软件等。

2、ALTM-3100机载激光测量系统技术参数

我们可以在表1中看到ALTM-3100机载激光测量系统的技术参数。

三、机载激光扫描测量技术在特高压勘测中的应用实例

1、工程介绍某工程的建设规模是换流站3个、极址3个以及3条接地极线路。此外，还包括3条±800kV出线。这些线路和站址的东西长约103km，南北宽是69km，主要分布在7000km2的范围内。有金沙江、关河流过，此地山脉多，交通比较阻塞。其东北部是丘陵，人口稀少。其中，最高海拔有3000m，这些都给出线以及选战造成了苦难和阻力。我们已经将GPS-C级控制网布置在该区域内，航空摄影也已经实现。为了获得到比较准确的地物高程，我们使用了机械激光测量技术。

2、检校飞行在飞行器上安装激光测量系统，之后进行校检。校检的对象有：系统校准、数码相机的检校。

3、地面GPS设站地面基站设计原则：相邻基站间最大间距不能大于60km；GPS接收机支持1s或更小数据采样；飞机滑行前15min就可以进行数据的采集了。地面GPS设站。共用4个基站，分别是：C040，C032，C009以及N0。

4、飞行计划设计将测区划分做3区域块来实施机载激光的航飞，总共进行了14架次的飞行。此外，我们在表2中可以看到本工程飞行设计参数。

5、数据处理

WGS-84坐标系统、UTM投影在目前的激光测量系统中使用，为了和全部区域中GPS-C级控制网所使用的坐标系统保持一致性，我们需要对坐标系统进行转换。

搭建数字化立体作业平台。对于批量外方位元素一次性导入，海瓦拉技术难以实现，因此我们编制了和海拉瓦全数字化摄影测量系统的接口软件。当完成对畸变差改正参数、像片的外方位元素的软件处理后，就可以将其导入海拉瓦系统，数字化立体作业平台就构建出来了。构建数字高程模型和数字表面模型。需要使用的软件是Terrascan。制作正射影像。需要使用一些精度高的激光数据，参考数码影像，对其实施纠正和镶嵌。之后，进行平断面图的制作、土方量计算以及激光测量成果。

6、精度检测与误差分析

Z值插值（ZTolerance）限差没有高于0.15m，已知点所在三角形（激光点构网得到）的坡度没有超过5度。数码影像平面精度检测：平面中误差为±0.64m。造成误差的原因有：器设备的内在误差、飞机飞行的异常、天气或人为因素等。对数据误差的处理：GPS解算，检测时高程内插等。

结束语

机载激光测量技术作为新的测量手段，其可以准确、快速的获得到高程和数字影像，通过本工程的实践，我们不难发现使用机载激光测量系统可以让误差降低，达到电力工程要求，因此可以大力推广。

参考文献

[1]刘经南，张小红.激光扫描测高技术的发展与现状[J].武汉大学学报，信息科学版，2011（23）.

[2]李英成等.快速获取地面三维数据的LIDAR 技术系统[J].测绘科学，2011（34）.