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試論GPS在電力測(cè)量的應(yīng)用及應(yīng)用前景討論論文
摘要：隨著GPS的不斷完善發(fā)展，目前GPS測(cè)量已能取代傳統(tǒng)的三角控制測(cè)量，導(dǎo)線測(cè)量以及攝影控制測(cè)量，還廣泛應(yīng)用于碎部測(cè)量，地形測(cè)量及工程測(cè)量。由于電力測(cè)量的行業(yè)特殊性，GPS測(cè)量的應(yīng)用前景廣闊。
關(guān)鍵詞：GPS；電力測(cè)量；應(yīng)用前景
一、GPS定位基本原理
GPS定位是根據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的。GPS定位方式有絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）與相對(duì)定位兩種。絕對(duì)定位的結(jié)果為在GPS定位基準(zhǔn)下的三維坐標(biāo)，通常以緯度、經(jīng)度與海拔高的形式提供。相對(duì)定位的結(jié)果為兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的基線向量（在地心地圖坐標(biāo)WSG-84△x、△y、△z橢球的平距、方位角和大地高差的形式）。就空間幾何定位而言，在某一時(shí)刻能同時(shí)測(cè)定出站點(diǎn)到三顆衛(wèi)星的距離，加之此時(shí)刻衛(wèi)星的位置是已知的，便可用空間距離交會(huì)的原理解算出站點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)來(lái)。相對(duì)定位的基本思想是采用至少兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別安置于兩個(gè)不同的測(cè)站上，同步觀測(cè)4顆以上的衛(wèi)星，采用求差法，消除衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘的鐘差，減弱信號(hào)傳播誤差的影響，解算出站點(diǎn)之間的基線向量。相對(duì)定位精度可以達(dá)到幾個(gè)ppm以上。隨著GPS的不斷完善發(fā)展，目前GPS測(cè)量已能取代傳統(tǒng)的三角控制測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量以及攝影控制測(cè)量，還廣泛應(yīng)用于碎部測(cè)量、地形測(cè)量及工程測(cè)量。由于電力測(cè)量的行業(yè)特殊性，GPS測(cè)量的應(yīng)用前景廣闊。
二、GPS在大面積航測(cè)測(cè)圖控制中的應(yīng)用
GPS應(yīng)用于大面積航測(cè)成圖控制中有以下幾個(gè)特點(diǎn):
�。ㄒ唬┦褂肎PS測(cè)量技術(shù)建立較大面積測(cè)量控制網(wǎng)是一種很好的方式。能節(jié)省大量造標(biāo)費(fèi)用，節(jié)省人力，提高工效，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并大大減輕了野外作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
（二）GPS控制網(wǎng)平面精度好，點(diǎn)位精度較均勻。
�。ㄈ┦褂肎PS技術(shù)加密控制點(diǎn)方法簡(jiǎn)便，不受控制形式限制。不必考慮布設(shè)成三角網(wǎng)，導(dǎo)線網(wǎng)或其它典型圖形，只需考慮有足夠的多條觀測(cè)及必要的檢核條件即可得到滿意的成果。
三、GPS在架空輸電線路中的應(yīng)用
無(wú)論工測(cè)還是航測(cè)，在輸電線路工程的測(cè)量中，應(yīng)用GPS都能提高工效、減輕測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，發(fā)揮效益。GPS應(yīng)用于工測(cè)的選線，為避開(kāi)障礙物，優(yōu)化路徑提供了便利條件。同時(shí)也給長(zhǎng)期困擾不前的航測(cè)選線帶來(lái)了前景。較常規(guī)的作業(yè)方法，用GPS作像控點(diǎn)，既經(jīng)濟(jì)又省時(shí)方便，而且縮短了工期3倍以上。由于用GPS選定轉(zhuǎn)角點(diǎn)或者實(shí)施三維坐標(biāo)放樣，又使航測(cè)真正達(dá)到了優(yōu)化路徑、節(jié)約投資的目的。少砍伐樹(shù)木，少拆遷，也是明顯的效益。在線路測(cè)量中，采用GPS配合航測(cè)將是電力行業(yè)的發(fā)展方向。下面談?wù)凣PS的應(yīng)用。
�。ㄒ唬┻x擇路徑方案
根據(jù)送電線路初設(shè)審批方案進(jìn)行終勘定線，由于踏勘、初勘粗糙，并未將路徑貫通;使用的1：50000地形圖測(cè)繪年代早，已不能正確反映現(xiàn)在的實(shí)際情況;農(nóng)村村莊發(fā)展快，變化大，很難按照批準(zhǔn)方案實(shí)地落實(shí)路徑等�，F(xiàn)在解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是增強(qiáng)拆遷和砍伐樹(shù)木或增加轉(zhuǎn)角使路徑通過(guò)。這樣做不僅增加了工作難度，而且增加了建設(shè)投資。
GPS優(yōu)化選線就是利用GPS測(cè)量進(jìn)度快、效率高、質(zhì)量好以及測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)短不受限制、測(cè)點(diǎn)間無(wú)需通視的特點(diǎn)，測(cè)量轉(zhuǎn)角點(diǎn)與轉(zhuǎn)角點(diǎn)間影響路徑通過(guò)的地形，地物和建筑、構(gòu)筑物的坐標(biāo)，根據(jù)這些坐標(biāo)選定合理路徑。 （二）坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量
為了取得送電線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)坐標(biāo)，需進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量。如以下兩種方法:
1、控制點(diǎn)法
由于送電線路終勘定位尚未進(jìn)行或正在進(jìn)行，在實(shí)地僅有部分轉(zhuǎn)角樁或無(wú)轉(zhuǎn)角樁時(shí)采用控制點(diǎn)法進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量。根據(jù)國(guó)家三角點(diǎn)利用GPS在送電線路上兩端和中間測(cè)量二個(gè)以上控制點(diǎn)。終勘定位時(shí)可與之聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)后根據(jù)送電線路轉(zhuǎn)角角度和距離計(jì)算出各轉(zhuǎn)角點(diǎn)的坐標(biāo)。
2、沿轉(zhuǎn)角點(diǎn)測(cè)量法
送電線路終勘定位后轉(zhuǎn)角點(diǎn)樁位均在實(shí)地定位，坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量沿送電線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)進(jìn)行，計(jì)算出轉(zhuǎn)角點(diǎn)平面坐標(biāo)。
（三）干擾范圍內(nèi)通訊線的測(cè)量
GPS進(jìn)行干擾范圍內(nèi)通訊線測(cè)量與坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量基本相同，不同的是坐標(biāo)聯(lián)系測(cè)量依據(jù)點(diǎn)是國(guó)家等級(jí)三角點(diǎn)，干擾范圍內(nèi)通訊線測(cè)量依據(jù)點(diǎn)是送電線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)。以這些轉(zhuǎn)角點(diǎn)為依據(jù)點(diǎn)采用閉合導(dǎo)線形式或支點(diǎn)形式進(jìn)行干擾范圍內(nèi)通訊線測(cè)量，測(cè)出通訊線轉(zhuǎn)角桿坐標(biāo)，提供數(shù)據(jù)或相對(duì)位置圖以便于進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)計(jì)算。
�。ㄋ模┰诟呱降貐^(qū)進(jìn)行電力線路終堪時(shí)，特別是在高山地區(qū)進(jìn)行交叉跨越測(cè)量，在通視特別困難時(shí)，GPS就發(fā)揮較大優(yōu)勢(shì)。如：在交叉跨越不能看見(jiàn)地面點(diǎn)，或者只能看見(jiàn)跨越線的延長(zhǎng)線時(shí)，GPS配合全站儀進(jìn)行交叉跨越測(cè)量的效率就比傳統(tǒng)的測(cè)量簡(jiǎn)單的多。
�。ㄎ�)線路航測(cè)控制測(cè)量
送電線路航測(cè)主要有“先定后測(cè)”和“先測(cè)后定”兩種方法。采用“先定后測(cè)”精度高，質(zhì)量好，但作業(yè)強(qiáng)度量大，費(fèi)用高，現(xiàn)已較少應(yīng)用，采用“先測(cè)后定”工作量小，費(fèi)用低，但精度也較低。應(yīng)用GPS進(jìn)行線路航測(cè)作業(yè)控制測(cè)量同時(shí)測(cè)定線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)坐標(biāo)，吸取兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，為線路應(yīng)用航測(cè)創(chuàng)造了有利條件。
1、外業(yè)控制測(cè)量
由于GPS測(cè)量不受距離長(zhǎng)短的影響，也不受通訊條件的限制，這些控制點(diǎn)可以盡量布設(shè)在地形平坦，交通方便之處，有利于測(cè)量工作開(kāi)展。測(cè)量時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度小、費(fèi)用低，而成果精度高、質(zhì)量好。
2、線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)測(cè)量
GPS進(jìn)行航外控制測(cè)量時(shí)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)角點(diǎn)測(cè)量，轉(zhuǎn)角點(diǎn)可以在像片上確定后在實(shí)地判別訂立，也可在實(shí)地訂立后轉(zhuǎn)刺到像片上。測(cè)量轉(zhuǎn)角點(diǎn)時(shí)應(yīng)同時(shí)在距轉(zhuǎn)角點(diǎn)約100m外另設(shè)立一個(gè)控制點(diǎn)，作為定位時(shí)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的后視方向。
四、GPS在其它測(cè)量中的應(yīng)用
GPS應(yīng)用在微波通訊測(cè)量中，可將幾十公里的聯(lián)測(cè)導(dǎo)線一次性地由國(guó)家三角點(diǎn)引測(cè)到微波站上，不僅縮短了工期，提高了功效，而且精度高、質(zhì)量好。還可根據(jù)需要進(jìn)行微波站與站之間聯(lián)測(cè)，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
GPS在放鉆孔與實(shí)測(cè)水井點(diǎn)等測(cè)量中，利用GPS不需要兩點(diǎn)相互通視和不受距離長(zhǎng)短限制的優(yōu)點(diǎn)，在沒(méi)有控制點(diǎn)的條件下，也能高效、優(yōu)質(zhì)地完成任務(wù)。
五、GPS在電力工程中應(yīng)用的發(fā)展前景
GPS技術(shù)至今仍在不斷地發(fā)展。實(shí)時(shí)差分、無(wú)初始化動(dòng)態(tài)(AROF)及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)技術(shù)相繼問(wèn)世，使三維坐標(biāo)放樣取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
在測(cè)量中，航測(cè)配合GPS外控技術(shù)已經(jīng)成熟，可以推廣應(yīng)用。工測(cè)可以打破傳統(tǒng)的先整體后局部，控制網(wǎng)一級(jí)級(jí)加密的作業(yè)方法。GPS和計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)在野外實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)成圖是測(cè)量技術(shù)發(fā)展的又一前景。
在架空送電線路上，利用RTK技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)角點(diǎn)一次性坐標(biāo)放樣，并可實(shí)測(cè)平斷面和塔基斷面，優(yōu)化線路，節(jié)約投資。
對(duì)于測(cè)量來(lái)說(shuō)，有了GPS這項(xiàng)新技術(shù)，再配合電力行業(yè)的其他優(yōu)勢(shì)，可增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
六、結(jié)語(yǔ)
GPS技術(shù)應(yīng)用于電力工程測(cè)量中，使得測(cè)量的效率、質(zhì)量大大提高，而且節(jié)省了測(cè)量人員體力。同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境起到了一定的保護(hù)作用�？傮w來(lái)看，隨著GPS技術(shù)的不斷提高，我國(guó)的北斗系統(tǒng)和歐洲的GALILEO衛(wèi)星定位系統(tǒng)的完善，以及廣大測(cè)繪工作者的不斷探索，GPS會(huì)逐步深入到更具體的工作中，會(huì)對(duì)電力工程測(cè)量有更大的幫助。
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