王軒

（國網(wǎng)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(shè)計中的應(yīng)用

王軒

（國網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司 江西九江 332000）

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，社會各領(lǐng)域?qū)﹄娏Χ继岢隽烁叩囊?，架空輸配電線路的設(shè)計直接關(guān)系到供電的穩(wěn)定性和安全性。為了保障對架空輸電線路進(jìn)行全天候和全覆蓋的測量，可以使用GPS系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)。本文簡要介紹了GPS系統(tǒng)及其技術(shù)進(jìn)行了簡要的介紹，并分析了在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用GPS的必要性，以及在架空輸配電線路設(shè)計中GPS的應(yīng)用要點。

架空輸配電線路；設(shè)計；GPS

引言

GPS技術(shù)自誕生以來就受到了社會各界的廣泛關(guān)注，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，作為一種實時動態(tài)測量技術(shù)，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(shù)。在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠避免傳統(tǒng)勘測工作中的一些問題，使數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)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(shè)計質(zhì)量進(jìn)行總體改善。

1 GPS系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成分析

作為一種實時動態(tài)測量技術(shù)，GPS技術(shù)主要結(jié)合了兩種不同的技術(shù)，其中第一種為載波相位技術(shù)，第二種為數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，而且其能夠具備厘米級的精度。GPS技術(shù)的測量依據(jù)就是載波相位觀測值，其能夠?qū)⒃谥笜?biāo)坐標(biāo)體系中測站點所形成的三維數(shù)據(jù)定位準(zhǔn)確地提供出來，而且非常方便和高效，在野外采用GPS技術(shù)進(jìn)行測量能夠獲得可以精確到厘米級的定位數(shù)據(jù)。一般來說，GPS系統(tǒng)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(wèi)星之外，還包括一些備用的衛(wèi)星，這些衛(wèi)星共同構(gòu)成了空間部分；②地面制成系統(tǒng)：地面制成系統(tǒng)主要包括一個主控站、若干個注入站和檢測站等；③用戶設(shè)備部分：GPS技術(shù)的用戶設(shè)備部分的主要作用就是對衛(wèi)星發(fā)出的信號進(jìn)行接收，同時還要獲得各種數(shù)據(jù)方面的導(dǎo)航信息和定位信息等，利用數(shù)據(jù)處理和分析的方式實現(xiàn)導(dǎo)航和定位等一系列的功能[1]。圖1為GPS定位系統(tǒng)示意圖。

圖1 GPS定位系統(tǒng)示意圖

1.2 系統(tǒng)的技術(shù)原理分析

GPS技術(shù)的應(yīng)用原理如下：通過兩個以上的GPS接收機(jī)對實施載波相位觀測的若干個相同衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。在基準(zhǔn)站上安置其中的一臺GPS接收機(jī)，在預(yù)先設(shè)定的相應(yīng)位置上安裝GPS接收裝置，發(fā)出導(dǎo)航電文的GPS衛(wèi)星能夠連續(xù)的觀測其中全部的可見衛(wèi)星，并且利用無線電傳輸設(shè)備將衛(wèi)星的跟蹤情況、GPS接收機(jī)的工作情況、測站的坐標(biāo)位置和觀測到的具體數(shù)據(jù)值向流動站進(jìn)行及時的發(fā)送，另外的處于未知位置的GPS接收機(jī)就是所謂的流動站。在計算和處理好一系列的數(shù)據(jù)之后，就能夠?qū)PS衛(wèi)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(wèi)星就能夠計算出某個位置的空間坐標(biāo)。在對GPS信號進(jìn)行接收的過程中，屬于流動站的GPS接收機(jī)就可以利用無線接收設(shè)備對基準(zhǔn)站發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，隨后以載波相位差分技術(shù)為依據(jù)，就能夠?qū)⒘鲃诱镜木群妥鴺?biāo)等計算出來。

1.3 系統(tǒng)的特點分析

作為一種先進(jìn)的科技系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)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(xiàn)誤差傳遞；⑥數(shù)據(jù)具有較高的可靠性和安全性；⑦具有非常強(qiáng)的抗干擾性；⑧可以將準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)提供出來；⑨具有十分簡單的操作方式；⑩具有強(qiáng)大的測繪功能；?具有非常高的自動化程度；?可以實現(xiàn)集成化的作業(yè)方式；?能夠進(jìn)行不間斷的作業(yè)[2]。

2 在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用GPS的必要性

與傳統(tǒng)測量工具相比，GPS技術(shù)不僅操作便利、定位精度高、因為時間短，而且能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)。針對當(dāng)前的架空輸配電線路設(shè)計現(xiàn)狀，應(yīng)用GPS技術(shù)是非常必要的。

2.1 改進(jìn)落后的測量方式

在架空輸配電線路設(shè)計中，傳統(tǒng)的測量方式主要是使用花桿、卷尺、經(jīng)緯儀來進(jìn)行測量，但是這些傳統(tǒng)的測量設(shè)備和測量方式具有一定的缺陷。①傳統(tǒng)測量方式具有較低的測量精度，容易出現(xiàn)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(shè)備發(fā)生位置移動，就會出現(xiàn)較大的誤差。②傳統(tǒng)的測量設(shè)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(jīng)緯儀還只能進(jìn)行直線測量。

基于此，應(yīng)用GPS能夠?qū)芸蛰斉潆娋€路設(shè)計中落后的測量方式進(jìn)行有效的改進(jìn)，進(jìn)一步提高測量的精度和測量的效率[3]。

2.2 改進(jìn)落后的記錄方式

手工測量、手工記錄的方式早已不適應(yīng)當(dāng)前電力事業(yè)的發(fā)展。在傳統(tǒng)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(guān)數(shù)據(jù)，再使用計算機(jī)對施工圖紙進(jìn)行規(guī)劃，人為因素過多會造成較大的誤差。而使用GPS之后，能夠?qū)y量結(jié)果進(jìn)行自動記錄，工作人員可以便利地對其進(jìn)行查看和導(dǎo)出，減少了人為誤差。

2.3 避免外界環(huán)境影響測量工作

在架空輸配電線路設(shè)計中，難免會受到很多外界因素的影響，例如復(fù)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(jìn)行估算。使用GPS系統(tǒng)之后，可以最大限度地排除外界環(huán)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(shè)計中GPS的應(yīng)用要點

3.1 找準(zhǔn)安裝位置

在GPS技術(shù)中，由于基準(zhǔn)站是固定的，移動站和基準(zhǔn)站的無線電波之間的聯(lián)系如果受到干擾，就不能保障測量的正常進(jìn)行。因此，在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用GPS，應(yīng)該先對現(xiàn)場地形進(jìn)行勘探，確定合適的位置來安裝GPS設(shè)備，使GPS設(shè)備能夠順利的接收衛(wèi)星信號，并及時矯正數(shù)據(jù)，使衛(wèi)星信號能夠準(zhǔn)確、迅速的傳輸。衛(wèi)星信號可能會受到電磁的干擾，因此建設(shè)基準(zhǔn)站應(yīng)該選擇地形開闊平坦、上空視野開闊的地區(qū)，排除強(qiáng)電磁干擾。

3.2 保障設(shè)計方案的可行性

架空輸配電線路設(shè)計對于電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性均會產(chǎn)生較大的影響，因此設(shè)計單位應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的線路勘察，最終確定線路方案，保障設(shè)計方案的可行性。要保障GPS技術(shù)能夠發(fā)揮應(yīng)有的效果，就必須嚴(yán)格遵照GPS的技術(shù)要求來進(jìn)行測量。GPS能夠為架空輸配電線路設(shè)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(wǎng)的基礎(chǔ)是手機(jī)，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(qū)內(nèi)，測量控制點的數(shù)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(jìn)行補(bǔ)釘，將線路兩端樁點的坐標(biāo)采集出來，制作線路放樣模式的手簿，然后使用移動站來進(jìn)行移動，參照相關(guān)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(shè)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(yīng)該采集障礙物的碎部點進(jìn)行數(shù)據(jù)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(huán)境造成的破壞。

4 結(jié)語

我國的電力事業(yè)正在迅猛發(fā)展，越來越多的先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)入到了電力行業(yè)之中，推進(jìn)了我國電力行業(yè)的進(jìn)步。在架空輸配電線路設(shè)計中積極應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng)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(qiáng)度，減少工作風(fēng)險，從而提高架空輸配電線路的整體設(shè)計質(zhì)量。

[1]馮鋒.探析GPS在架空輸配電線路設(shè)計中應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（21）.

[2]楊紅武.解析GPS在架空輸配電線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（19）.

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

[4]張清平，朱嬋.電力系統(tǒng)中輸配電線路安全運行的現(xiàn)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(guī)劃設(shè)計。