无人机在电力工程测量中的应用

无人机在电力工程测量中的应用

摘要：伴随着无线通信技术、航空遥感测绘技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展，很多军用的技术已经拓展到了民用的设施中，其中最具代表性的就

是无人机技术的运用，无人机的航空遥感测绘技术更可以很好的完成对电力测绘

的任务。本文主要介绍在电力测量中的应用。

关键词：无人机；电力测量

1无人机概述

1.1无人机定义

无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥

控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，民用行业中最常用的就是固定翼和

多旋翼无人机。

1.2无人机摄影测量概述

无人机低空摄影测量技术，以获取高分辨率数字影像为应用目标，以无人驾

驶飞机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过３S技术在系统中集成

应用，最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测遥感数据。

无人机低空摄影测量主要用于基础地理数据的快速获取和处理，为制作正射

影像、地面模型或基于影像的区域测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。

1.3.2导航系统

导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按

照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自

主（GPS等）和自主（惯性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，因此多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展

的方向。

2无人机在电力测量中的应用

无人机的测绘系统有很多的优点，其中就包括实时性、成本低、响应快、灵

活度高等特点。和传统的实测与卫星遥感相比，更是有很多的优势，它可以在低

空取得光学图像、地址地形图像、输电线路图像，这一点上无人机有着其他测绘

和监测方式不能取代的作用。不仅如此，无人机的应用在灾害应急处理等方面液

起着很重要的作用，对灾难的预警可以起到意想不到的作用。

2.1 规划输电线路

在对各种各样类型的输电线路进行走廊规划的时候，对规划的区域要进行详细

的信息采集和测绘工作，最好的方式就是采用无人机的测绘系统，这样不仅可以

在获得数据的时候实现高效的特性，减少重复勘测，还可以在多方面降低环境对

信息采集与勘测的影响。这样可以有效的对数据进行分析，全面考虑到各方面的

因素，再由各方进行相互协调，对有限的资源充分的利用，可以使区域规划与线

路的走向更加合理，优化输电线路的路径，同时还可以起到降低成本的作用，有

效地保障国家的财产安全。

2.2 测量地形图

相比而言，在对中小比例尺的地形进行测量的时候，特别在遇到高山、河流、

湿地等困难地区进行测量时，最有效的方式就是无人机测绘，。因为它可以为站

址的选择提供更加详细的基础资料和清晰的影像资料，为设计提供准确的地形图，对测绘的强度可以有效降低，效率大大提高，同时也提高了规划和设计的效率，

地形图加上影像地图也更加直观。在某中程度上也起到了保护国家财产的作用。

3无人机RTK与PPK技术在电力工程上的应用

3.1 RTK在电力工程测量中的应用

在电力线路测量中，RTK主要用作电力线路定线、定位。即先任意假设一基

准点，并在次基准点上架好基准站，基准站的设置中输入假设的基准点的54坐

标和84坐标及假设高程，然后由RTK流动站先测量选定的两转角的坐标及高程，依据转角的坐标在其间由RTK动态测量中点放样或直线放样方式，加密放样一定

数量的直线桩以及定测塔位桩。注意：（1）每个桩段测量必须使用同一基准站；（2）两台流动站的转换参数必须一致。

RTK应用在电力线路测量中的优越性主要表现在：不用考虑现场通视情况，

误差不会累积，不仅大大提高工作效率，定线精度也提高了；RTK定线测量精度

在随后的工测定位，組校测时得到检验和保证。证明RTK测量完全能够满足电力

线路定线、定位测量的精度要求。

3.2 PPK在电力工程测量中的应用

像控点测量是指根据像片上室内布点方案，在实地结合划定的影像确定像控

点的位置，联测求解该点三维坐标的过程。传统的测量方法是导线测量，由于航

摄面积广、地形复杂等因素，这种作业工作量大，周期长。随着GPS（全球定位

系统，Global Positioning System）技术的不断发展，目前的像控点测量方法已经

由原来的常规导线测量模式改为GPS RTK（实时动态测量，Real-time kinematic）

模式进行。但RTK 模式受基准站电台信号因素的制约，作业范围受限，在架空输

电线路经常跨越的高山大川等区域，采用 RTK作业效率极低。而PPK（后处理动

态测量，Post Processing Kinematic）技术则在该方面起到了很好的弥补作用。

通过 RTK 与 PPK 相结合的方式，可以有效解决 RTK 测量模式中基准站信号遮

挡的问题，极大地提高工作效率。PPK 作业同 RTK 一样，精度可靠，可以用来对

航测像控点实施测量，高程精度同样达到小比例尺地形图所要求的测图精度。

4无人机低空摄影的优势

作为卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充，主要有以下优点：

4.1机动性、灵活性

无人机具有灵活机动的特点，受空中管制和气候的影响较小，能够在恶劣环

境下直接获取影像。

4.2低空作业，获取高分辨率影像

无人机可以在云下超低空飞行，可获取比卫星遥感和普通航摄更高分辨率的

影像。同时，低空多角度摄影获取建筑物多面高分辨率纹理影像，弥补了卫星遥

感和普通航空摄影获取城市建筑物时遇到的高层建筑遮挡问题。

4.3精度高、测图精度可达1：1000

无人机为低空飞行，飞行高度在５０～2０００ｍ，属于近景航空摄影测量，摄影测量精度达到了亚米级，精度范围通常在０．05～０．５ｍ，符合１∶１０

００的测图要求，能够满足城市建设精细测绘的需要。

4.4成本相对较低、操作简单

无人机低空航摄系统使用成本低，耗费低，对操作员的培养周期相对较短，

系统的保养和维修简便，可以无需机场起降。是当前唯一将摄影与测量集为一体

的航摄方式，可实现测绘单位按需开展航摄飞行作业这一理想生产模式。

4.5周期短、效率高

对于面积较小的大比例尺地形测量任务（１０～１００k㎡），受天气和空