董子華

摘要：GPS在現(xiàn)代電網(wǎng)設(shè)計(jì)中具有十分廣泛的應(yīng)用，它的主要功能為全能、全球、全天候以及準(zhǔn)確的三維導(dǎo)航和定位。除此以外，它還具有很強(qiáng)的自主性和獨(dú)立性。由于這些獨(dú)特之處的存在，GPS技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了使用。例如，在城市建筑、航空航天、航海等方面的使用。本文將會對GPS在電網(wǎng)工程方面的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析，并且還將會根據(jù)實(shí)際情況提出相關(guān)的建議。

關(guān)鍵詞：測繪技術(shù)；電網(wǎng)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0096-02

在現(xiàn)代電力工程的施工中，電網(wǎng)測量工作是電力工程施工過程中重要的組成部分。電力工程的現(xiàn)代化程度也隨著科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展。隨著現(xiàn)代化水平的提高，電網(wǎng)測繪的工作效率也不斷提升。

1.GPS簡介

1.1GPS構(gòu)成

GPS技術(shù)主要所指的是運(yùn)用衛(wèi)星技術(shù)，對地面位置進(jìn)行全能、全天、全時(shí)的導(dǎo)航以及定位，并為現(xiàn)代人類的生活以及工作提供最好的服務(wù)與技術(shù)支持。它可以提供給全部的GPS使用者更為精確的定位。速度以及時(shí)間。伴隨著社會的進(jìn)步與科技的發(fā)展，在近20多年的使用中，GPS技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代社會生活中，扮演著越來越重要的角色。GPS技術(shù)的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)的測量方式被不斷更新，為工程的測繪工作節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力，在現(xiàn)代測繪領(lǐng)域占有了越來越重要的角色。它主要是由3個(gè)部分組成的，這3個(gè)部分分別是：第l部分，空間部分；第2部分，地面控制部分；第3部分，用戶設(shè)備部分。在整個(gè)的GPS系統(tǒng)之中，參考位置就是衛(wèi)星在宇宙空間中所處的位置。衛(wèi)星的實(shí)際位置是導(dǎo)航的組成部分之一。衛(wèi)星與使用者之間的距離主要是通過衛(wèi)星將信號傳送到接收設(shè)備所使用的時(shí)間，帶入到固定的式子之中，并最終計(jì)算出準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。在進(jìn)行接收設(shè)備的二維坐標(biāo)進(jìn)行判斷時(shí)，僅僅需要對3臺衛(wèi)星設(shè)備的信息就能夠得出；在計(jì)算接收設(shè)備的三維位置時(shí)，是需要根據(jù)四臺衛(wèi)星的位置信息來計(jì)算的。

1.2GPS定位原理

GPS的定位功能的實(shí)現(xiàn)所依靠的就是后方的定點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。并且在需要測定的地點(diǎn)安裝相關(guān)的接收設(shè)備，接收設(shè)備是需要同時(shí)接收到等于或大于五顆的衛(wèi)星信號的。這樣以來就可以通過某一時(shí)刻衛(wèi)星與接收設(shè)備之間的距離，并且通過其他的幾個(gè)衛(wèi)星之間的相關(guān)位置，并且經(jīng)過了嚴(yán)格的計(jì)算后，能夠得出接收者設(shè)備在地面的精確位置。

2.GPS在電力工程測繪中的應(yīng)用

2.1平面控制點(diǎn)布設(shè)

電網(wǎng)測繪中線狀測區(qū)的控制點(diǎn)的分布是很有講究的，在一定的測區(qū)內(nèi)最少是要設(shè)立4個(gè)控制點(diǎn)的，主要設(shè)立在測區(qū)的2個(gè)端點(diǎn)以及測區(qū)的中間位置，這樣能夠達(dá)到很好的測量效果。在電網(wǎng)工程線路的設(shè)計(jì)以及施工的過程中，每隔3km左右的距離，就會在相應(yīng)的地區(qū)，找尋到一個(gè)制高點(diǎn)設(shè)置一個(gè)E級GPS控制點(diǎn)。設(shè)計(jì)的具體形式是需要根據(jù)相關(guān)的位置以及地形條件來調(diào)整的。

2.2GPS靜態(tài)觀測

在電網(wǎng)測繪中所使用的GPS靜態(tài)觀測技術(shù)對于接收設(shè)備具有很高的要求，它往往是需要超過三臺以上的接收設(shè)備。唯有這樣才能夠保證信號的接收質(zhì)量。在對接收設(shè)備所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲工作時(shí)，是需要接收設(shè)備內(nèi)部的存儲設(shè)備直接進(jìn)行接收并儲存的。在儀器開始工作前，應(yīng)當(dāng)將其數(shù)據(jù)以及相關(guān)參數(shù)做出調(diào)整。主要調(diào)整到衛(wèi)星的屏蔽角度應(yīng)當(dāng)大于15°，星歷間隔是lOs，各觀測時(shí)段的時(shí)間長度為45min，每個(gè)接收站點(diǎn)所接受的衛(wèi)星個(gè)數(shù)只要為6個(gè)，PDOP值應(yīng)當(dāng)盡力控制在6以下。

2.3GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)解算

GPS技術(shù)在將數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集之后，經(jīng)過傳輸系統(tǒng)把數(shù)據(jù)快速地傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，此后就會經(jīng)過專門的解算機(jī)器將傳到計(jì)算機(jī)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，并能對解算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。與此同時(shí)，還要輸入接收工作中所使用的接收設(shè)備的類型、接收設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)等。最后，就是要處理星歷、展開基線的解算、無約束平差以及約束平差等工作，并由此得出正確的結(jié)果。

2.4GPS動態(tài)測繪

RTK測繪技術(shù)在現(xiàn)代動態(tài)測繪中扮演者十分重要的角色，它所指代的就是一種把WGS-84坐標(biāo)作為測繪基礎(chǔ)的測繪技術(shù)。它的工作原理便是對于其中接收站的所有可見衛(wèi)星進(jìn)行多方面的觀察，并且把它的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的統(tǒng)計(jì)和分析工作，并最終通過一定的傳送設(shè)備，將這些數(shù)據(jù)傳送到GPS的使用者手中。流動觀察站一方面在接收到衛(wèi)星給它發(fā)來的信號的同時(shí)，還需要接收的就是基準(zhǔn)站為它所帶來的相關(guān)的觀測數(shù)據(jù)。最后會通過一定的程式，計(jì)算出精確的三維坐標(biāo)，這一坐標(biāo)值的精確度十分驚人，甚至?xí)_(dá)到cm。

RTK的測量方法是十分獨(dú)特的，它在測量中通常所使用的是“鍵入?yún)?shù)”的方法，這種方法所使用到的坐標(biāo)就是經(jīng)過了解算工作后所得出的WGS 84坐標(biāo)，在得到WGS-84坐標(biāo)后，需要做的就是將這一坐標(biāo)與地方的網(wǎng)格坐標(biāo)同時(shí)鍵入至TSC手薄中，通過專業(yè)的計(jì)算后，就能夠得到精確的測區(qū)轉(zhuǎn)換數(shù)值。

3.GPS技術(shù)在電工程測繪中的實(shí)例分析

在電網(wǎng)建設(shè)中，測量工作在其進(jìn)行工程勘測時(shí)起到了不可替代的作用，其作用主要是體現(xiàn)在了以下3個(gè)方面：第一，完成電網(wǎng)工程的定線工作；第二，完成電網(wǎng)平斷面的測繪工作；第三，完成電網(wǎng)相關(guān)的定位測繪工作。在這3個(gè)方面的工作中，最為重要的還是第三個(gè)，即電網(wǎng)工程的定線測量。下文將會通過一個(gè)實(shí)際案例來對其進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

500kV某送電工程的起點(diǎn)是在500kV的濰坊變電站門型架，它的終點(diǎn)是在500kV的變電站門型架。伴隨著改革開放后我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，GPS技術(shù)逐步發(fā)展起來，尤其是RT-SKI技術(shù)進(jìn)一步成熟，大大降低了我國電網(wǎng)測繪工作的難度，革新了測繪技術(shù)，使得測繪工作越來越簡單，越來越科技化，越來越準(zhǔn)確化。在這一浩大的工程里，工作人員所使用的接收機(jī)器便是LelCa530動態(tài)GPS接收機(jī)。

電網(wǎng)傳輸線路關(guān)鍵之處在于保障線路在兩個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)以內(nèi)（轉(zhuǎn)角段）呈現(xiàn)出直線狀。轉(zhuǎn)角樁彼此間隔通常是兩千米到15km，直線樁的架設(shè)需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地形、地物情況以及平斷面測量要求等方面來分析，彼此間隔通常為80m～300m。500kV的某段線路已經(jīng)使用GPS靜態(tài)測試技術(shù)，沿著每條線路架設(shè)主要導(dǎo)線點(diǎn)，同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算出每一個(gè)的坐標(biāo)，極大地方便了設(shè)定基準(zhǔn)站時(shí)定線測量。因?yàn)镚PS流動站精確度和基準(zhǔn)站相對，所以有著一定自主性。出于防止發(fā)生起算坐標(biāo)偏差從而改變了轉(zhuǎn)角段直線性，每一個(gè)轉(zhuǎn)角段都需要有穩(wěn)定基準(zhǔn)站測量。直線樁通常一組3個(gè)，需要兩兩通視，這是為了保障平斷面測繪以及后續(xù)位置確定以及工程測繪階段一些樁位受到毀壞之后，還可以使用正常辦法將其恢復(fù)原狀，而且方便借助全站儀對GPS點(diǎn)位展開當(dāng)場檢測?，F(xiàn)實(shí)操作階段，在基準(zhǔn)站搬離之后，兩個(gè)基準(zhǔn)站樣本得出的同一轉(zhuǎn)角樁或許會存在一些差值（5cm～15cm，其差值不允許過大，不然的話需要檢測有沒有偏差），這種情況下能夠利用之前一個(gè)基準(zhǔn)站測試出的當(dāng)成前一個(gè)轉(zhuǎn)角段坐標(biāo)；后一個(gè)基準(zhǔn)站測出的當(dāng)成后一個(gè)轉(zhuǎn)角段的坐標(biāo)，這就能夠保障每個(gè)轉(zhuǎn)角段直線性。

500kV的500kV某線經(jīng)過丘陵地區(qū)，有著顯著高程異常，直線樁的進(jìn)行水準(zhǔn)連續(xù)測量并不可能。其途徑在于根據(jù)相隔主導(dǎo)線點(diǎn)之間正常高度差距以及DGPS RTK測試出的大地高差，計(jì)算出其高程異常，接著根據(jù)直線樁和第一個(gè)主導(dǎo)線點(diǎn)之間間距在間隔主導(dǎo)線點(diǎn)之間間距所占比重，賦值于GPS大地高差之中。還有個(gè)途徑就是整條線路使用大地高度差距，RTK動態(tài)定位成果大地高度差的準(zhǔn)確度能夠符合定線要求。