GPS在输电线路测量中的运用

GPS 在送电线路测量中的应用初探

摘要:

全球定位系统（GPS），是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航与定位系统，该系统已在送电线路设计测量过程中得到应用，而在施工中尚无使用经历。35kVXX至XX输电线路工程测量定位过程中率先使用GPS全球定位系统，经现场检查复核，其先进的性能、便捷的操作、准确的测量结果完全能够达到送电线路施工的要求，收到良好的效果。

关键词: 全球定位系统送电线路定位使用

随着知识经济、电子贸易、电子商务新的时代来临，GPS不断突破传统应用，向集成化、系统化、实用化、多样化发展,这给送电线路施工测量技术突破传统测量模式、最终融入电子信息化大潮带来了机遇。

1、GPS简介

GPS是“Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System”的英文缩写，译成汉语为“授时与测距导航系统/全球定位系统”，简称“全球定位系统”。

GPS主要有三大部分组成，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。

空间星座部分由24颗卫星组成，工作卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面内有4颗卫星。这种卫星在空间的配置方法保证了地球上任何地点、任何时刻均至少可以同时观测到4颗卫星。GPS卫星通过自身配置的微处理机和高精度原子钟不断接收、储存和处理地面监控站发来的导航信息，并向用户发送导航与定位信息。

地面监控部分主要由分布在全球的多个地面站组成，其中包括卫星检测站、主控站和信息注入站。主要作用是对卫星提供时间基准、进行参数修正、传送控制指令、调整运行轨道。

用户设备主要有GPS接收机硬件和数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成，主要任务是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量，并经数据处理而完成导航和定位工作。

GPS接收机也叫GPS全站仪，即我们平常称谓的GPS。

GPS的特点：全球地面连续覆盖，应用范围广；功能多、精度高；实时定位速度快、抗干扰性能好；观测站之间无需通视；提供三维坐标；操作简便；全天候作业。

2、设备的选择

目前国际上生产GPS接收机的厂家已有数十家，型号超过数百种，且新产品更新很快、日新月异，因此购买过程中一定要根据设备性能和经济技术指标慎重选择。

设备性能应考虑设备的测量精度、软件的质量与功能以及设备重量。

送电线路测量施工中要求横线路偏移不得超过50mm，因此所购买的设备水平测量误差尽量达到厘米级。目前市场上水平测量精度为10mm+1ppm*D、垂直测量精度为20mm+1ppm*D 的设备即可满足测量要求。（D为观测站之间距离、ppm为百万分比）

好的软件不仅使用方便，而且能改善定位精度、提高作业效率和开拓使用领域。软件的质量与功能是GPS测量水平高低的重要标志。

另外，设备重量也是不可忽视的因素，重的设备会给线路测量施工带来不便。

3、设备的检查

观测中所采用的设备，必须对其性能与可靠性进行检查，合格后方能进行作业。新购置的设备应进行全面检查。全面检查的内容包括一般检查、通电检查和试测检验。

一般检查主要检查设备的各部件是否齐全、完好，紧固部件是否松动与脱落，设备的使用手册是否齐全等。

通电检查主要是设备通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作状况以及自测系统的工作状况是否正常。

测试检验应在不同长度的标准基线上或专设的GPS测量检验场上进行，主要检验设备的测量精度。测试检验一般每年测试一次。

GPS接收机属贵重的精密电子仪器，必须制定严格的使用、运输与保管办法。

4、测量的实施

4.1 施工测量开始前应具备的资料：

线路测量施工开始前应有设计部门提供的《线路走径图》、《线路杆塔明细表》、《线路断面图》等资料。

4.2 施工测量规范要求

《35～110kV架空电力线路施工及验收规范》在第三章施工测量中规定了施工测量允许误差，即以两个相邻直线桩为基准，横线路方向偏差不大于50mm；顺线路方向两相邻杆塔位中心桩间的距离与设计值的偏差不大于1%；两相邻塔位的相对标高复核值与设计值相比偏差不应超过0.5m。

从规程要求可以看出，线路施工测量对

横线路方向的偏移量要求比较高，因此施工

测量时应格外注意横线路偏移情况，尽量减

少横线路偏移误差。

4.3 测量方式

现场定位测量采用实时连续动态载波差

分测量的方式，现场配备基准站和流动站。

基准站的作用是获得所有其它未知点的位置。

基准站由接收机、电池、电台、标准电台天

线构成；流动站的作用是相对于固定的基准站接收机进行差分改正。流动站由接收机、流动站电台、GPS天线、电台天线、测量控制器及托架、流动杆、电池、电缆及必要的携带工具构成。

用GPS进行的线路测量工作有内业和外业两种，内业主要包括GPS测量的方法策划、测后数据处理以及技术总结等，外业包括选点、建立观测标志、野外观测作业等。内业一般在计算机上进行，外业主要在施工现场进行。计算机与GPS接收机通过数据的相互传输把内业和外业紧密联系在一起。

4.4 施工测量具体操作

现场定位测量数据采集分两种情况：

4.4.1设计部门提供相关测量数据，主要包括方向桩、杆位桩的大地坐标和高程。

在这种情况下，首先按流程图要求，利用GPS软件在计算机（或测量控制器）上新建一个项目，按顺序将所给点位坐标依次输入计算机数据库，然后确定所给坐标与WGS-84（世界大地坐标系.1984）的关系，如坐标系不同则作“点校正”统一坐标系统。“点校正”功能能实现地方控制点与WGS-84的特殊转换，并将这些定义保存在坐标系统的数据库里。

然后选取设立基准站的位置。基准站宜设在位于测量段中心位置的方向桩上，测量段不要超出15公里的作业范围。

在野外实测定位时，应以方向桩作为基准点来参考、修正杆塔中心桩位。在已选的方向桩上设置好基准站，然后启动流动站，进入实时连续动态载波差分测量的模式。当模式固定好以后即可进行测量和放样操作，且实时得到流动站的网络坐标。为减少误差，应在放样前做一