GPS在架空輸配電線路設計中的應用

王軒

（國網江西省電力公司九江供電分公司 江西九江 332000）

GPS在架空輸配電線路設計中的應用

王軒

（國網江西省電力公司九江供電分公司 江西九江 332000）

在社會經濟發展的過程中，社會各領域對電力都提出了更高的要求，架空輸配電線路的設計直接關系到供電的穩定性和安全性。為了保障對架空輸電線路進行全天候和全覆蓋的測量，可以使用GPS系統及其相關技術。本文簡要介紹了GPS系統及其技術進行了簡要的介紹，并分析了在架空輸配電線路設計中應用GPS的必要性，以及在架空輸配電線路設計中GPS的應用要點。

架空輸配電線路；設計；GPS

引言

GPS技術自誕生以來就受到了社會各界的廣泛關注，在各個領域的應用也越來越廣泛，作為一種實時動態測量技術，GPS的測量精度高，使用范圍廣、受外界影響小，是一種比較理想的測量技術。在架空輸配電線路設計中應用GPS技術，能夠避免傳統勘測工作中的一些問題，使數據測量的準確性得到保障，同時提高測量的效率，對架空輸配電線路的設計質量進行總體改善。

1 GPS系統概述

1.1 系統的構成分析

作為一種實時動態測量技術，GPS技術主要結合了兩種不同的技術，其中第一種為載波相位技術，第二種為數據傳輸技術，而且其能夠具備厘米級的精度。GPS技術的測量依據就是載波相位觀測值，其能夠將在指標坐標體系中測站點所形成的三維數據定位準確地提供出來，而且非常方便和高效，在野外采用GPS技術進行測量能夠獲得可以精確到厘米級的定位數據。一般來說，GPS系統主要包括三個組成部分：①空間部分：其空間部分除了包括各種工作衛星之外，還包括一些備用的衛星，這些衛星共同構成了空間部分；②地面制成系統：地面制成系統主要包括一個主控站、若干個注入站和檢測站等；③用戶設備部分：GPS技術的用戶設備部分的主要作用就是對衛星發出的信號進行接收，同時還要獲得各種數據方面的導航信息和定位信息等，利用數據處理和分析的方式實現導航和定位等一系列的功能[1]。圖1為GPS定位系統示意圖。

圖1 GPS定位系統示意圖

1.2 系統的技術原理分析

GPS技術的應用原理如下：通過兩個以上的GPS接收機對實施載波相位觀測的若干個相同衛星的數據進行接收。在基準站上安置其中的一臺GPS接收機，在預先設定的相應位置上安裝GPS接收裝置，發出導航電文的GPS衛星能夠連續的觀測其中全部的可見衛星，并且利用無線電傳輸設備將衛星的跟蹤情況、GPS接收機的工作情況、測站的坐標位置和觀測到的具體數據值向流動站進行及時的發送，另外的處于未知位置的GPS接收機就是所謂的流動站。在計算和處理好一系列的數據之后，就能夠將GPS衛星與接受裝置在某個時間點上的距離計算出來。在將兩者的距離計算出來得過程中，利用接受衛星就能夠計算出某個位置的空間坐標。在對GPS信號進行接收的過程中，屬于流動站的GPS接收機就可以利用無線接收設備對基準站發出的數據進行接收，隨后以載波相位差分技術為依據，就能夠將流動站的精度和坐標等計算出來。

1.3 系統的特點分析

作為一種先進的科技系統，GPS系統主要具有以下幾個方面的特點：①具有較高的定位跟測量精度；②具有較廣的適用范圍；③具有很快的定位速度；④具有較多的功能；⑤不會出現誤差傳遞；⑥數據具有較高的可靠性和安全性；⑦具有非常強的抗干擾性；⑧可以將準確的三維坐標提供出來；⑨具有十分簡單的操作方式；⑩具有強大的測繪功能；?具有非常高的自動化程度；?可以實現集成化的作業方式；?能夠進行不間斷的作業[2]。

2 在架空輸配電線路設計中應用GPS的必要性

與傳統測量工具相比，GPS技術不僅操作便利、定位精度高、因為時間短，而且能夠實現全天候工作，對測站之間也無通視要求，是一種比較理想的測量技術。針對當前的架空輸配電線路設計現狀，應用GPS技術是非常必要的。

2.1 改進落后的測量方式

在架空輸配電線路設計中，傳統的測量方式主要是使用花桿、卷尺、經緯儀來進行測量，但是這些傳統的測量設備和測量方式具有一定的缺陷。①傳統測量方式具有較低的測量精度，容易出現誤差。在勘測線路時必須找到中心點才能夠測量，如果測量設備發生位置移動，就會出現較大的誤差。②傳統的測量設備的體積較大，而且移動相對不便，需要較多的時間來安置儀器，而且經緯儀還只能進行直線測量。

基于此，應用GPS能夠對架空輸配電線路設計中落后的測量方式進行有效的改進，進一步提高測量的精度和測量的效率[3]。

2.2 改進落后的記錄方式

手工測量、手工記錄的方式早已不適應當前電力事業的發展。在傳統的測量模式中，往往需要由人工來繪制草圖、整理和記錄相關數據，再使用計算機對施工圖紙進行規劃，人為因素過多會造成較大的誤差。而使用GPS之后，能夠對測量結果進行自動記錄，工作人員可以便利地對其進行查看和導出，減少了人為誤差。

2.3 避免外界環境影響測量工作

在架空輸配電線路設計中，難免會受到很多外界因素的影響，例如復雜的地形、多變的氣候等，均會影響測量儀器的正常使用，增大誤差。一旦碰到峽谷，需要繞道測量，甚至直接進行估算。使用GPS系統之后，可以最大限度地排除外界環境對測量工作的干擾，提高測量的效率。

3 架空輸配電線路設計中GPS的應用要點

3.1 找準安裝位置

在GPS技術中，由于基準站是固定的，移動站和基準站的無線電波之間的聯系如果受到干擾，就不能保障測量的正常進行。因此，在架空輸配電線路設計中應用GPS，應該先對現場地形進行勘探，確定合適的位置來安裝GPS設備，使GPS設備能夠順利的接收衛星信號，并及時矯正數據，使衛星信號能夠準確、迅速的傳輸。衛星信號可能會受到電磁的干擾，因此建設基準站應該選擇地形開闊平坦、上空視野開闊的地區，排除強電磁干擾。

3.2 保障設計方案的可行性

架空輸配電線路設計對于電力傳輸的穩定性和安全性均會產生較大的影響，因此設計單位應該進行嚴格的線路勘察，最終確定線路方案，保障設計方案的可行性。要保障GPS技術能夠發揮應有的效果，就必須嚴格遵照GPS的技術要求來進行測量。GPS能夠為架空輸配電線路設計中的測量提供很多便利，例如電力線路工程測量中具有較少的較高等級控制點，而加密測量中，如果控制網的基礎是手機，就必須測量加密控制點，這樣一來需要測量的點較少，測量起來較為便利。一般在10km范圍的測區內，測量控制點的數量不得低于3個[4]。

3.3 交叉跨越點的測量

要使用GPS來測量交叉跨越點，還要增加方向樁和輔助樁，如有必要，還要對丟失的直線樁進行補釘，將線路兩端樁點的坐標采集出來，制作線路放樣模式的手簿，然后使用移動站來進行移動，參照相關資料，將樁位找出來，然后增加合適的方向樁和輔助樁。

3.4 交叉障礙物的測量

架空輸配電線路的跨度較大，在測量的過程中往往會遇到一些交叉障礙物，線路障礙物的走向和范圍都可以通過設備的方向指示功能測定出來，然后再將安全距離確定下來。應該采集障礙物的碎部點進行數據計算，來判斷是否要拆除障礙物，以及拆除的范圍。但可以盡量減少架空輸配電線路的具體施工時，對周邊環境造成的破壞。

4 結語

我國的電力事業正在迅猛發展，越來越多的先進的技術進入到了電力行業之中，推進了我國電力行業的進步。在架空輸配電線路設計中積極應用GPS技術，能夠發揮GPS技術的優勢，改善傳統測量工作的弊端，在提高測量精度的同時，減輕測量人員的工作強度，減少工作風險，從而提高架空輸配電線路的整體設計質量。

[1]馮鋒.探析GPS在架空輸配電線路設計中應用[J].中國新技術新產品，2014（21）.

[2]楊紅武.解析GPS在架空輸配電線路設計中的應用[J].中國新技術新產品，2014（19）.

[3]陳磊，王建新.GPS在架空輸配電線路設計中的應用[J].硅谷，2011（11）.

[4]張清平，朱嬋.電力系統中輸配電線路安全運行的現狀及其對策分析[J].智能城市，2016（09）.

P228.4

A

1004-7344（2016）35-0076-02

2016-12-3

王 軒（1982-），男，河北邢臺人，在職研究生，研究方向為規劃設計。