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，現代勘測工作正在逐漸向高標準、高精度和高科技化發展。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于以往的測量方法，其經濟性和實用性都比較高，適合被大范圍推廣和應用。現階段，為了更好地提高測量數據的精度和準確度，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據和信息，促進了工程質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質高效的測繪服務。

1 GPS技術及其優勢分析

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衛星發射測距的電文和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差異，所以通過這種方式計算出的距離與真實數據還存在一定的差異，被稱作偽距。第二，載波相位測量，該方法測量距離的依據是傳播路徑中GPS衛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定位技術優勢

最新GPS定位技術的優點是：測量設備簡單，安裝一臺雙頻接收機便能夠實現對全世界范圍內目標的高精度跟蹤定位；傳統GPS定位技術無法對出現的誤差進行優化處理，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，雖然影響參數眾多，但通過選用科學的數學模型便能夠對誤差進行一定的優化處理；在定位精度方面，傳統GPS定位技術與最新GPS定位技術存在著明顯的差距，傳統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定位技術都明顯優于傳統定位技術。

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、控制網規格參數、所處地形環境等做出前期測量，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

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進行轉換。傳統的GPS動態測量工作中，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提出了更高的要求，需要事先給出當地的坐標，在具體轉換時，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星信號；其三，衛星信號接收容易受到其他信號的干擾，為了保證原始數據信息的完整、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，盡量選擇土質層堅固穩定的環境。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差距范圍控制在7 cm以內。

2.5 野外作業

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設置在北京參數，調準接收天線的高度。在一系列準備工作完成后，就可以利用基準站接受衛星信號，再通過廣播發出去。與此同時，流動站可以實時同步接受基準站發來的信號，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域用戶提供安全穩定的電能服務，促進當地經濟發展，采用最新GPS定位技術、GIS技術和遙感技術，以及4臺動態雙頻接收機來實施該電力工程建設。

3.2 靜態控制網布設

勘測人員通過勘測已經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劃、地理情況等為依據設置10個控制點以完成對國道、居民區以及主要干道區域的檢測，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，影響衛星信號的傳遞質量，因此在實際的規劃和施工中，控制點不能與上述位置過近，這樣才能保證動態雙頻接收機工作質量的穩定。在此次設計施工中使用MATLAB來完成控制網約束平常的計算。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，所以在計算控制網平差時最宜使用大地高。第一，根據表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的速度，為電力工程事業的發展提供很大的幫助。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，實現我國電力產業可持續性發展的戰略目標。

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量管控研究[J].通訊世界，2015（19）：85-87.