江 華

(嘉興數(shù)科測(cè)繪科技有限公司，浙江 嘉興 314000)

在電力項(xiàng)目設(shè)計(jì)勘測(cè)中，桿塔定樁都是采用釘實(shí)體木樁形式進(jìn)行定位。在桿塔施工安裝過(guò)程中，也是根據(jù)桿塔木樁位置進(jìn)行施工建設(shè)。此操作會(huì)增加項(xiàng)目進(jìn)度時(shí)間，也會(huì)產(chǎn)生相關(guān)費(fèi)用，隨著信息技術(shù)發(fā)展，智能單兵設(shè)備發(fā)展（單兵設(shè)備是指利用G/5G等通信網(wǎng)絡(luò)、信息化技術(shù)、硬件設(shè)備等，把上述技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行融合，產(chǎn)生的智能化個(gè)人可攜帶的便攜式設(shè)備），利用GIS與電力勘測(cè)項(xiàng)目結(jié)合，研發(fā)出基于GIS的電力數(shù)字勘測(cè)單兵系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)和高精度導(dǎo)航設(shè)備，勘測(cè)人員進(jìn)行桿塔定位時(shí)，直接把桿塔坐標(biāo)導(dǎo)入單兵設(shè)備中，可引導(dǎo)作業(yè)人員到達(dá)指定位置，精度可達(dá)厘米級(jí)，去除了釘實(shí)體樁的過(guò)程，極大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)桿塔電子交樁。配合電力其他項(xiàng)目管理系統(tǒng)，可把單兵系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到遠(yuǎn)端管理系統(tǒng)中，豐富了電力勘測(cè)數(shù)據(jù)獲取渠道。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)原則

立足實(shí)用原則：系統(tǒng)建成后，能為電力相關(guān)部門共享各類數(shù)據(jù)資源提供信息平臺(tái)，挖掘數(shù)據(jù)使用價(jià)值，打破信息孤島。

具有開放性、可移植性等功能：系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)需擁有良好的可移植性。

安全性：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)安全性方面，需遵循國(guó)網(wǎng)及信息系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證數(shù)據(jù)不被篡改、截取等要求。

1.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要功能分為軌跡采集、數(shù)據(jù)采集，路徑導(dǎo)航、系統(tǒng)管理。

利用平板單兵設(shè)備實(shí)現(xiàn)軌跡采集：可記錄勘測(cè)人員作業(yè)軌跡，實(shí)現(xiàn)工作定位打卡功能[1]，并可作為勘測(cè)資料保留存檔。

數(shù)據(jù)采集：對(duì)桿塔周邊情況照片、視頻、興趣點(diǎn)信息（道路、建筑、樹木等）實(shí)時(shí)上傳到電力項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，為室內(nèi)設(shè)計(jì)人員數(shù)字勘測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐。

路徑導(dǎo)航：導(dǎo)入電力項(xiàng)目桿塔坐標(biāo)位置，利用單兵系統(tǒng)高精度導(dǎo)航定位設(shè)備，引導(dǎo)作業(yè)人員到達(dá)桿塔精確位置（利用CORS[2]（連續(xù)運(yùn)行參考站）系統(tǒng)，精度可達(dá)厘米級(jí)），桿塔施工時(shí)候，也可利用單兵設(shè)備精確找到要施工的桿塔位置，極大提高了工作效率。

系統(tǒng)管理：?jiǎn)伪到y(tǒng)具有嚴(yán)格的用戶、權(quán)限等配置功能，方便各類人員授權(quán)使用系統(tǒng)，提高使用的安全性、可靠性。

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)圖為圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 技術(shù)路線

2.1 單兵設(shè)備高精度導(dǎo)航技術(shù)路線

高精度導(dǎo)航設(shè)備采用千尋位置公司的地圖導(dǎo)航模塊，平板與導(dǎo)航設(shè)備通信采用藍(lán)牙方式，導(dǎo)航數(shù)據(jù)采用GGA[3]格式，通過(guò)解析GGA數(shù)據(jù)，可獲取導(dǎo)航信息中的經(jīng)度、緯度和大地水準(zhǔn)面高度，在導(dǎo)航過(guò)程中，導(dǎo)航設(shè)備須連接CORS系統(tǒng)，以提高導(dǎo)航精度。

GPS數(shù)據(jù)GGA數(shù)據(jù)格式如下：$GPGGA,＜1＞,＜2＞,＜3＞,＜4＞,＜5＞,＜6＞,＜7＞,＜8＞,＜9＞,M,＜10＞,M,＜11＞,＜12＞*aa，以“$”符號(hào)開始，“*”號(hào)結(jié)束，“aa”為從$開始到*之間的所有ASCII碼的異或校驗(yàn)和，各位數(shù)據(jù)含義如下所示：

＜1＞UTC時(shí)間，hhmmss（時(shí)分秒）格式。

＜2＞緯度ddmm.mmmm（度分）格式。

＜3＞緯度半球N（北半球）或S（南半球）。

＜4＞經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式。

＜5＞經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

＜6＞GPS狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算。

＜7＞正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量（00～12）。

＜8＞HDOP水平精度因子（0.5～99.9）。

＜9＞海拔高度（-9999.9～99999.9）。

＜10＞地球橢球面相對(duì)大地水準(zhǔn)面的高度。

＜11＞差分時(shí)間（從最近一次接收到差分信號(hào)開始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空）。

＜12＞差分站ID號(hào)0000～1023。

數(shù)據(jù)解析的時(shí)候，可利用js進(jìn)行解析，把原始數(shù)據(jù)存入數(shù)組中，利用for循環(huán)讀取數(shù)組，根據(jù)上述GGA數(shù)據(jù)格式規(guī)范，即可獲取到經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.2 單兵設(shè)備軟件技術(shù)路線

單兵軟件系統(tǒng)采用HBuilder X開發(fā)框架，前端開發(fā)框架采用Vue.js為核心的uni-app[4]，是利用此框架開發(fā)的產(chǎn)品可打包成App、微信小程序等移動(dòng)端軟件，與安卓原生開發(fā)方式相比較，開發(fā)效率有極大提高，開發(fā)難度有較大降低。單兵設(shè)備與遠(yuǎn)程服務(wù)端數(shù)據(jù)交互采用WebService[5]方式，地圖定位、衛(wèi)星影像地圖調(diào)用、地圖工具等采用leaflet-vue js實(shí)現(xiàn)。單兵設(shè)備拍攝照片采用圖像壓縮技術(shù)[6]，減少信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器的數(shù)據(jù)量，提高傳輸效率。

路徑導(dǎo)航功能具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線：選中出發(fā)位置，再在系統(tǒng)中選擇要勘測(cè)的某個(gè)桿塔，作為導(dǎo)航的終點(diǎn)位置，單兵設(shè)備連接上CORS系統(tǒng)，進(jìn)行差分運(yùn)算，提高導(dǎo)航精度。

數(shù)據(jù)采集功能具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線：在單兵系統(tǒng)中，獲取遠(yuǎn)程電力管理系統(tǒng)中電力項(xiàng)目列表，選擇要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的電力項(xiàng)目，再進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)采集，采集桿塔周圍照片，利用全景圖像合成技術(shù)，可生成桿塔周圍360°全景圖像，供設(shè)計(jì)人員查看桿塔周圍相關(guān)情況，減少設(shè)計(jì)人員室外勘測(cè)時(shí)間，提高工作效率。采取桿塔周圍興趣點(diǎn)信息，在單兵設(shè)備地圖界面上，找到須采集物體的位置信息并單擊，填寫屬性信息和拍攝照片信息，點(diǎn)擊保存即可存儲(chǔ)空間坐標(biāo)和屬性信息。

軌跡采集功能具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線：勘測(cè)人員攜帶單兵設(shè)備行進(jìn)過(guò)程中，每隔10 s采集作業(yè)人員實(shí)際位置坐標(biāo)，并存儲(chǔ)在單兵設(shè)備文件中，采集結(jié)束后，則把存儲(chǔ)有作業(yè)人員軌跡信息文件發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器中。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果

系統(tǒng)開發(fā)完成后，主要效果如下，圖2為系統(tǒng)主界面。

圖2 系統(tǒng)主界面

3.1 軌跡采集

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人安排某人員進(jìn)行項(xiàng)目勘測(cè)，事先把勘測(cè)目的地坐標(biāo)導(dǎo)入單兵設(shè)備中，勘測(cè)人員利用單兵設(shè)備導(dǎo)航到目標(biāo)所在地，到達(dá)目標(biāo)區(qū)域一定范圍則系統(tǒng)提示勘測(cè)作業(yè)有效，否則視為無(wú)效勘測(cè)活動(dòng)。作業(yè)人員行進(jìn)軌跡路線會(huì)實(shí)時(shí)上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器，作為人員考勤憑證，起到督促工作人員目的。

3.2 路徑導(dǎo)航

在單兵設(shè)備上的電力項(xiàng)目列表中，找到待勘測(cè)項(xiàng)目，選擇桿塔，點(diǎn)擊導(dǎo)航，可把勘測(cè)人員指引到桿塔精確位置上，并在到達(dá)準(zhǔn)確位置后，單兵設(shè)備屏幕上會(huì)有相關(guān)提示，如圖3～4所示。

圖3 選擇項(xiàng)目列表界面

3.3 數(shù)據(jù)采集

到達(dá)待勘測(cè)桿塔區(qū)域后，利用單兵設(shè)備，可采集周邊環(huán)境圖片，視頻、興趣點(diǎn)（道路、建筑物等）等信息，并實(shí)時(shí)上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器中，供室內(nèi)設(shè)計(jì)人員查看勘測(cè)區(qū)域情況，達(dá)到數(shù)字勘測(cè)目的，如圖5所示。

圖4 桿塔路徑導(dǎo)航界面

圖5 數(shù)據(jù)采集界面

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，把傳統(tǒng)桿塔勘測(cè)、交樁等工作，利用GIS、高精度導(dǎo)航技術(shù)、移動(dòng)端技術(shù)融合進(jìn)行改造，開發(fā)了基于GIS的電力數(shù)字勘測(cè)單兵系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)作業(yè)方式，提高工作效率，從實(shí)際項(xiàng)目使用效果來(lái)看，利用數(shù)字勘測(cè)單兵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)桿塔數(shù)字勘測(cè)、數(shù)字交樁等工作，能壓縮桿塔定樁勘測(cè)工期大概50%以上，節(jié)省項(xiàng)目桿塔定樁過(guò)程中的成本40%以上，還能減少定樁過(guò)程中的電力廊道清理過(guò)程中的拆遷補(bǔ)償糾紛。單兵設(shè)備的使用，能帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值，也是桿塔定樁過(guò)程中的一個(gè)新嘗試。隨著技術(shù)發(fā)展，后期可結(jié)合AR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)桿塔AR定樁、交樁等工作，直觀性更強(qiáng)。