GPS技術在電力勘測中的應用

劉曉彬++項青

摘 要：當今是信息科技時代，現(xiàn)代勘測工作正在逐漸向高標準、高精度和高科技化發(fā)展。GPS技術作為一種先進的技術，具有精密性高、實用性強等特點，被廣泛用于水利工程、公路工程以及電力工程等方面的勘測施工。為了將GPS技術在電力工程勘測中的應用效果最大化，必須進一步研究和分析GPS技術在電力工程勘測中的應用方法。

關鍵詞：GPS技術 電力勘測 應用

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0019-02

經(jīng)過長久以來的實踐和驗證，GPS技術的測量精度和準確度都大大優(yōu)于以往的測量方法，其經(jīng)濟性和實用性都比較高，適合被大范圍推廣和應用。現(xiàn)階段，為了更好地提高測量數(shù)據(jù)的精度和準確度，越來越多的工程測量工作中都使用了GPS測繪技術。GPS測繪技術為電力工程勘測提供了準確的數(shù)據(jù)和信息，促進了工程質(zhì)量的提高和進度的加快，除此以外，GPS測繪技術的工作效率要遠超一般的測繪方法，降低了人工成本的支出，為工程建設提供了更加優(yōu)質(zhì)高效的測繪服務。

1 GPS技術及其優(yōu)勢分析

1.1 GPS技術工程測量的原理

在工程測量中GPS技術采用高軌測距，將GPS衛(wèi)星和觀測站之間的間距當作基礎觀測量。常用的測量方法有兩種，第一，偽距測量，即以GPS衛(wèi)星發(fā)射測距的電文和A/C碼傳遞給接收機之間的時間來計算衛(wèi)星與接收天線間的距離。但是接收機和GPS上的時鐘時間存在時區(qū)差異，所以通過這種方式計算出的距離與真實數(shù)據(jù)還存在一定的差異，被稱作偽距。第二，載波相位測量，該方法測量距離的依據(jù)是傳播路徑中GPS衛(wèi)星載波信號的相位變化情況，所以其精度要高于偽距測量。

1.2 GPS定位技術優(yōu)勢

最新GPS定位技術的優(yōu)點是：測量設備簡單，安裝一臺雙頻接收機便能夠實現(xiàn)對全世界范圍內(nèi)目標的高精度跟蹤定位；傳統(tǒng)GPS定位技術無法對出現(xiàn)的誤差進行優(yōu)化處理，大大降低了測量的精度。而最新GPS定位技術采用非差模式進行測量計算，雖然影響參數(shù)眾多，但通過選用科學的數(shù)學模型便能夠對誤差進行一定的優(yōu)化處理；在定位精度方面，傳統(tǒng)GPS定位技術與最新GPS定位技術存在著明顯的差距，傳統(tǒng)定位技術精度最高可達10 m左右，而最新GPS定位技術定位精度最高可達厘米級別。綜合而言，在定位精度、誤差處理、測量范圍、測量設備等幾方面最新GPS定位技術都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)定位技術。

2 GPS技術在電力工程勘測中的應用

2.1 收集測量區(qū)的控制點資料

需要對控制點的高度、坐標位置、基準線、控制網(wǎng)規(guī)格參數(shù)、所處地形環(huán)境等做出前期測量，確保該控制點屬于放置基準站的最佳位置。

2.2 對坐標轉換參數(shù)

GPS測量必須在一個標準的坐標系中進行，與我國電力線路勘測定位點所在的坐標不一致，這就需要對兩坐標之間的參數(shù)進行轉換。傳統(tǒng)的GPS動態(tài)測量工作中，坐標轉換必須在測量工作全部完成后才能進行。而新型的RTK測量技術對坐標參數(shù)提出了更高的要求，需要事先給出當?shù)氐淖鴺耍诰唧w轉換時，也要求給出至少3個以上的參考地坐標。

2.3 參考站的選定和建立

參考站位置的合理確定是RTK技術順利運用的關鍵。因此，在參考站的前期選擇過程中，要注意以下幾個方面：其一，要確定參考站的已知坐標；其二，參考站點的地勢要高，最好處在開闊地段，周邊沒有較高建筑物的干擾，確保參考站能清晰接收到衛(wèi)星信號；其三，衛(wèi)星信號接收容易受到其他信號的干擾，為了保證原始數(shù)據(jù)信息的完整、準確，要保證參考站周圍無信號反射物和多路徑效應的存在，盡量將參考站設立在遠離電臺、發(fā)射站的地方；其四，要對參考站所在的地勢嚴加測量，盡量選擇土質(zhì)層堅固穩(wěn)定的環(huán)境。選定好參考站的位置，就要對其進行安裝建立，可以選用GPS布網(wǎng)結構確定坐標。

2.4 控制點加密

控制點之間的距離過大會超出RTK的工作半徑范圍，影響設備的正常工作。這時候可以采用GPS RTK中的靜態(tài)功能布設一些支點，適當延伸測量距離。應當注意支點位置的選擇要靠近轉角樁，確保信號強度，保證視野開闊，交通出行也要便捷。此外，在控制點再次安置基準站時，要事先檢驗已存在樁位情況，將前后測量的高度和坐標參數(shù)差距范圍控制在7 cm以內(nèi)。

2.5 野外作業(yè)

為了提高野外勘測的效率和準確度，要將基準站GPS信號接收機合理設立在參考點上，將接收機的坐標參數(shù)設置在北京參數(shù)，調(diào)準接收天線的高度。在一系列準備工作完成后，就可以利用基準站接受衛(wèi)星信號，再通過廣播發(fā)出去。與此同時，流動站可以實時同步接受基準站發(fā)來的信號，進行坐標轉換和信號處理后，可以得出準確的方位距離。

3 GPS技術在電力工程勘測中的應用案例

3.1 工程概況介紹

某電力工程的輸電線路長度是67 km，電壓等級是220 kV，線路鋪設前半段為丘陵地帶，中間段為高山森林覆蓋地帶，并跨越多個住宅樓與高速公路。為保證該電力工程建成后能夠為區(qū)域用戶提供安全穩(wěn)定的電能服務，促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，采用最新GPS定位技術、GIS技術和遙感技術，以及4臺動態(tài)雙頻接收機來實施該電力工程建設。

3.2 靜態(tài)控制網(wǎng)布設

勘測人員通過勘測已經(jīng)明確了輸電線路走向和拐角在比例地圖中的位置。在線路上需要以線路的具體規(guī)劃、地理情況等為依據(jù)設置10個控制點以完成對國道、居民區(qū)以及主要干道區(qū)域的檢測，為觀測工作提供便利。因為高壓線、水域、通信塔等都會給電波信號的傳輸帶來影響，影響衛(wèi)星信號的傳遞質(zhì)量，因此在實際的規(guī)劃和施工中，控制點不能與上述位置過近，這樣才能保證動態(tài)雙頻接收機工作質(zhì)量的穩(wěn)定。在此次設計施工中使用MATLAB來完成控制網(wǎng)約束平常的計算。因為線路勘測中高程與距離的考慮都是相對來說的，因此如果范圍比較小，大地高差和水平高差的比值是比較小的，所以在計算控制網(wǎng)平差時最宜使用大地高。第一，根據(jù)表1解算出基線向量，高度截止角為15°，采用LAMBDA完成模糊度的計算。通過計算可知基線方差全部都在4以上，最大誤差不超過0.017，證明基線全部都合格。最后再利用方差值來完成控制網(wǎng)平差基線坐標矢量的計算。

4 結語

總之，電力工程勘測中，GPS定位技術具有精度高、測量準確、測量效率高等優(yōu)點，并且其在操作難度方面的要求也比較低，因此它可以大大提高勘測作業(yè)的速度，為電力工程事業(yè)的發(fā)展提供很大的幫助。因此相關的研究人員和工作人員需要進一步做好對GPS定位技術的研究和學習，促進其實際應用效果的提高，實現(xiàn)我國電力產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

參考文獻

[1] 李建軍.GPS技術在電力工程勘測中的應用分析[J].山西建筑，2015（16）：204-206.

[2] 姚士文.電力工程勘測實踐中的技術應用及質(zhì)量管控研究[J].通訊世界，2015（19）：85-87.