基于．net平臺(tái)的無棱鏡全站儀輸電線路測(cè)量技術(shù)研究

張?jiān)笍?qiáng)，田旭偉，莫 鈞，胡 品，普應(yīng)平

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，云南 紅河661100）

0 引 言

無棱鏡全站儀是指不需要在觀測(cè)點(diǎn)處架設(shè)反光鏡，其自身發(fā)射的光束經(jīng)過待測(cè)物體自然表面反射后直接測(cè)距的經(jīng)緯儀。無棱鏡全站儀在不可達(dá)點(diǎn)和危害人身安全的危險(xiǎn)點(diǎn)的距離測(cè)量作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用［1－4］。

利用無棱鏡全站儀進(jìn)行絕緣子串測(cè)量，使得老舊絕緣子串拆除更換新串的備料更為精準(zhǔn)，杜絕了因測(cè)量技術(shù)水平受限而產(chǎn)生的物料浪費(fèi)。同時(shí)也可以應(yīng)用到交差跨越點(diǎn)的測(cè)量工作上，使得測(cè)量準(zhǔn)確，省時(shí)省力。

本文基于．net平臺(tái)編寫測(cè)量輔助計(jì)算軟件，將無棱鏡全站儀的測(cè)量優(yōu)勢(shì)與軟件的計(jì)算、記錄優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，使得現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量更加便捷高效。

1 基本理論

1.1 絕緣子串長

傳統(tǒng)的絕緣子串長測(cè)量方法是利用余弦定理進(jìn)行求解，但該測(cè)量方法所測(cè)得的串長精度不高，本文通過使用無棱鏡全站儀，建立空間直角坐標(biāo)系，對(duì)絕緣子串長進(jìn)行求解。如圖1所示，AB為待測(cè)絕緣子串。在測(cè)量前，先在順線路方向的大致位置釘測(cè)樁x，隨后依次測(cè)量儀鏡中心與復(fù)合絕緣子串碗頭的斜距OA，與球頭的斜距OB，豎直角度∠AOA’，∠BOB’，水平角∠AOx’、BOx’，以上各量記為l1、l2、β1、β2、α1、α2，其公式如下：

圖1 絕緣子串長測(cè)量示意

1.2 交叉跨越測(cè)量

無棱鏡全站儀也給輸電線路交叉跨越點(diǎn)的計(jì)算帶來了便利。利用無棱鏡全站儀進(jìn)行交叉跨越距離的測(cè)定過程中，往往需要粗略估計(jì)輸電線路上的實(shí)際交叉跨越點(diǎn)O1和O2，并利用無棱鏡全站儀的對(duì)邊測(cè)距功能，當(dāng)O1和O2兩點(diǎn)的平距約等于0時(shí)，即可得到O1和O2兩點(diǎn)的高差Δh。事實(shí)上，粗略選取的O1和O2兩點(diǎn)往往由于測(cè)量人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而有所差別，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此，需要對(duì)交叉跨越點(diǎn)的精確位置進(jìn)行測(cè)量。如圖2所示，線路AB和線路CD交叉跨越，欲求得交叉跨越點(diǎn)E在線路AB上的位置。進(jìn)行該測(cè)量時(shí)，需要A、B、C、D四點(diǎn)在測(cè)站O處兩兩通視。并測(cè)取如圖所示的4個(gè)水平距離OA、OB、OC、OD，這4個(gè)平距均可由無棱鏡全站儀測(cè)得斜距和豎直角得到，同時(shí)再測(cè)取∠AOB，∠COD，∠BOD三個(gè)水平角度，在式（2）中，將上述量記為l1、l2、l3、l4、α1、α2、α3。

圖2 交叉跨越測(cè)量原理圖

結(jié)合使用余弦定理和正弦定理，設(shè)

式（7）、（8）中的k1和m1就是BE和CE的長度，而∠COE就是要求解的角度。

計(jì)算完成后，全站儀前視C點(diǎn)，再偏轉(zhuǎn)∠COE的角度，則待找正的O1和O2點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)后的垂直平面上，該平面與AB、CD的交點(diǎn)即為O1和O2，直接利用無棱鏡全站儀的高差功能，即可得到實(shí)際準(zhǔn)確的交叉跨越距離Δh。

1.3 傾斜度測(cè)量

傾斜度測(cè)量的計(jì)算與1．1節(jié)類似，建立同樣的空間直角坐標(biāo)系，可得其傾斜角度為

2.net平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步適應(yīng)電網(wǎng)智能運(yùn)檢的新要求，本文基于微軟公司的．net Framework平臺(tái)，結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫管理軟件，編寫了適合于平板電腦運(yùn)行的win32應(yīng)用程序，具有計(jì)算、存儲(chǔ)、打印、顯示報(bào)表的功能，將第1節(jié)中的理論基礎(chǔ)編寫成為應(yīng)用軟件，方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員使用。

圖3給出了所設(shè)計(jì)軟件的主界面，在主界面上安排了四個(gè)主功能按鈕，供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員選擇。設(shè)置了絕緣子串長測(cè)量，交叉跨越測(cè)量，傾斜度測(cè)量三個(gè)功能，覆蓋了主要的應(yīng)用場(chǎng)景。軟件力求計(jì)算準(zhǔn)確，輸入方便，界面友好，可操作性強(qiáng)。

圖3 基于．net平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)

3 結(jié)果與討論

本文基于無棱鏡全站儀無需在觀測(cè)點(diǎn)放置反光鏡的特點(diǎn)，討論了利用無棱鏡全站儀測(cè)量復(fù)合絕緣子串串長，交叉跨越點(diǎn)位置，懸垂絕緣子串傾斜度測(cè)量的方法。并基于以上方法，利用微軟公司．net平臺(tái)的強(qiáng)大性能，編寫了適合于平板電腦的“無棱鏡全站儀測(cè)量輔助計(jì)算軟件”。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)，不同年齡層次的技術(shù)測(cè)量人員不需培訓(xùn)即可掌握，省時(shí)省力。由于無需攜帶紙筆，隨時(shí)計(jì)算隨時(shí)保存，導(dǎo)出即可查看，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了較好的效果。