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試論GPS在電力測量的應(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測量已能取代傳統(tǒng)的三角控制測量，導(dǎo)線測量以及攝影控制測量，還廣泛應(yīng)用于碎部測量，地形測量及工程測量。由于電力測量的行業(yè)特殊性，GPS測量的應(yīng)用前景廣闊。
關(guān)鍵詞：GPS；電力測量；應(yīng)用前景
一、GPS定位基本原理
GPS定位是根據(jù)測量中的距離交會定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的。GPS定位方式有絕對定位（單點(diǎn)定位）與相對定位兩種。絕對定位的結(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。相對定位的結(jié)果為兩個測點(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，在某一時刻能同時測定出站點(diǎn)到三顆衛(wèi)星的距離，加之此時刻衛(wèi)星的位置是已知的，便可用空間距離交會的原理解算出站點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)來。相對定位的基本思想是采用至少兩臺GPS接收機(jī)分別安置于兩個不同的測站上，同步觀測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，減弱信號傳播誤差的影響，解算出站點(diǎn)之間的基線向量。相對定位精度可以達(dá)到幾個ppm以上。隨著GPS的不斷完善發(fā)展，目前GPS測量已能取代傳統(tǒng)的三角控制測量、導(dǎo)線測量以及攝影控制測量，還廣泛應(yīng)用于碎部測量、地形測量及工程測量。由于電力測量的行業(yè)特殊性，GPS測量的應(yīng)用前景廣闊。
二、GPS在大面積航測測圖控制中的應(yīng)用
GPS應(yīng)用于大面積航測成圖控制中有以下幾個特點(diǎn):
（一）使用GPS測量技術(shù)建立較大面積測量控制網(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)的勞動強(qiáng)度。
�。ǘ〨PS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
無論工測還是航測，在輸電線路工程的測量中，應(yīng)用GPS都能提高工效、減輕測量人員的勞動強(qiáng)度，發(fā)揮效益。GPS應(yīng)用于工測的選線，為避開障礙物，優(yōu)化路徑提供了便利條件。同時也給長期困擾不前的航測選線帶來了前景。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，又使航測真正達(dá)到了優(yōu)化路徑、節(jié)約投資的目的。少砍伐樹木，少拆遷，也是明顯的效益。在線路測量中，采用GPS配合航測將是電力行業(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)在解決這個問題的辦法是增強(qiáng)拆遷和砍伐樹木或增加轉(zhuǎn)角使路徑通過。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測量進(jìn)度快、效率高、質(zhì)量好以及測量導(dǎo)線長短不受限制、測點(diǎn)間無需通視的特點(diǎn)，測量轉(zhuǎn)角點(diǎn)與轉(zhuǎn)角點(diǎn)間影響路徑通過的地形，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)角樁或無轉(zhuǎn)角樁時采用控制點(diǎn)法進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)系測量。根據(jù)國家三角點(diǎn)利用GPS在送電線路上兩端和中間測量二個以上控制點(diǎn)。終勘定位時可與之聯(lián)測，聯(lián)測后根據(jù)送電線路轉(zhuǎn)角角度和距離計算出各轉(zhuǎn)角點(diǎn)的坐標(biāo)。
2、沿轉(zhuǎn)角點(diǎn)測量法
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)系測量沿送電線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)進(jìn)行，計算出轉(zhuǎn)角點(diǎn)平面坐標(biāo)。
（三）干擾范圍內(nèi)通訊線的測量
GPS進(jìn)行干擾范圍內(nèi)通訊線測量與坐標(biāo)聯(lián)系測量基本相同，不同的是坐標(biāo)聯(lián)系測量依據(jù)點(diǎn)是國家等級三角點(diǎn)，干擾范圍內(nèi)通訊線測量依據(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)通訊線測量，測出通訊線轉(zhuǎn)角桿坐標(biāo)，提供數(shù)據(jù)或相對位置圖以便于進(jìn)行抗干擾設(shè)計計算。
�。ㄋ模┰诟呱降貐^(qū)進(jìn)行電力線路終堪時，特別是在高山地區(qū)進(jìn)行交叉跨越測量，在通視特別困難時，GPS就發(fā)揮較大優(yōu)勢。如：在交叉跨越不能看見地面點(diǎn)，或者只能看見跨越線的延長線時，GPS配合全站儀進(jìn)行交叉跨越測量的效率就比傳統(tǒng)的測量簡單的多。
（五)線路航測控制測量
送電線路航測主要有“先定后測”和“先測后定”兩種方法。采用“先定后測”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)行線路航測作業(yè)控制測量同時測定線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)坐標(biāo)，吸取兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，為線路應(yīng)用航測創(chuàng)造了有利條件。
1、外業(yè)控制測量
由于GPS測量不受距離長短的影響，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，有利于測量工作開展。測量時勞動強(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)測量
GPS進(jìn)行航外控制測量時應(yīng)同時進(jìn)行轉(zhuǎn)角點(diǎn)測量，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。測量轉(zhuǎn)角點(diǎn)時應(yīng)同時在距轉(zhuǎn)角點(diǎn)約100m外另設(shè)立一個控制點(diǎn)，作為定位時轉(zhuǎn)角點(diǎn)的后視方向。
四、GPS在其它測量中的應(yīng)用
GPS應(yīng)用在微波通訊測量中，可將幾十公里的聯(lián)測導(dǎo)線一次性地由國家三角點(diǎn)引測到微波站上，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，為設(shè)計提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
GPS在放鉆孔與實(shí)測水井點(diǎn)等測量中，利用GPS不需要兩點(diǎn)相互通視和不受距離長短限制的優(yōu)點(diǎn)，在沒有控制點(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)時差分、無初始化動態(tài)(AROF)及實(shí)時動態(tài)(RTK)技術(shù)相繼問世，使三維坐標(biāo)放樣取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
在測量中，航測配合GPS外控技術(shù)已經(jīng)成熟，可以推廣應(yīng)用。工測可以打破傳統(tǒng)的先整體后局部，控制網(wǎng)一級級加密的作業(yè)方法。GPS和計算機(jī)聯(lián)結(jié)在野外實(shí)時采集數(shù)據(jù)，實(shí)時成圖是測量技術(shù)發(fā)展的又一前景。
在架空送電線路上，利用RTK技術(shù)對轉(zhuǎn)角點(diǎn)一次性坐標(biāo)放樣，并可實(shí)測平斷面和塔基斷面，優(yōu)化線路，節(jié)約投資。
對于測量來說，有了GPS這項新技術(shù)，再配合電力行業(yè)的其他優(yōu)勢，可增強(qiáng)競爭能力。
六、結(jié)語
GPS技術(shù)應(yīng)用于電力工程測量中，使得測量的效率、質(zhì)量大大提高，而且節(jié)省了測量人員體力。同時，對生態(tài)環(huán)境起到了一定的保護(hù)作用�？傮w來看，隨著GPS技術(shù)的不斷提高，我國的北斗系統(tǒng)和歐洲的GALILEO衛(wèi)星定位系統(tǒng)的完善，以及廣大測繪工作者的不斷探索，GPS會逐步深入到更具體的工作中，會對電力工程測量有更大的幫助。
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