Oruxmaps软件在电网项目的应用

杨永平,徐维,刘慧玲

(1.云南省电力设计院,昆明 650051;2.北方自动控制技术研究所,太原 030006)

Oruxmaps软件在电网项目的应用

杨永平1,徐维1,刘慧玲2

(1.云南省电力设计院,昆明 650051;2.北方自动控制技术研究所,太原 030006)

介绍了UTM坐标系,以电网项目应用为实例,阐述了Oruxmaps软件结合Google Earth应用于电网项目勘测的准备工作和具体过程。

UTM坐标系;Oruxmaps软件;谷歌地球;离线地图;电网项目

1 前言

移动设备内置有GPS定位模块,具有独立的操作系统,可由用户根据自身需要自行安装第三方程序软件,通过此类程序软件可使移动设备功能得到进一步扩充和增强。对于电力行业而言,电网项目的勘测设计自然少不了GPS定位。然而,将这些移动设备直接应用于输电线路,若无手机网络信号即使其自身安装的Google地图资源也会受限,所以仅有移动设备的GPS定位功能是远远不够的。鉴于Oruxmaps软件可以在无手机网络信号状态下直接调用Google离线地图的特点,以下采用平板电脑与Oruxmaps软件相结合,应用于老挝北部电网项目的野外勘测设计,以供电力同行参考。

2 UTM坐标系

1)带的划分相同而带号起算不同,高斯投影的分带是从零子午线向东每6度为一带,而UTM投影是从180度起向东每6度为一带,即高斯投影的第一带 (0°～6°E)为UTM投影的第31带。

UTM投影范围限制在北纬84度至南纬80度之间,两极地区采用通用极球面 (UPS)系。它是UTM的补充,但又是独立系统,两系的相接处,有一定的重叠。

2)中央经线长度比不同,高斯投影每带中央经线的投影长度比等于1,而UTM投影是将每带中央经线的长度比确定为0.999 6。如此选择可使6度带的中央经线与边缘经线的长度变形绝对值大致相等。因此在中央经线与边缘经线之间,可求得两条无长度变形的线,其位置距中央经线以东以西各为180 km,相当于经差±1°40忆。这样,UTM投影就是横割圆柱投影,在两条割线上长度比等于1,没有长度变形。离开两条割线愈远变形愈大,在两条割线以内长度变形为负值,在两条割线外长度变形为正值。

UTM投影的坐标系统为：每一投影带以中央经线与赤道投影的交点为坐标原点。为避免出现负值,东西坐标 (y坐标)起始点加500 km(同高斯投影);南北坐标 (x坐标)北半球以原点为0,南半球以原点为100 00 km。即：北半球：x实=x,南半球：x实=x+100 000 00 m。

3 系统配置

硬件设备可以使用智能手机、平板电脑等移动设备,软件准备主要包括安装Oruxmaps软件、制作离线地图、下载hgt文件以及加载Google路径图。

3.1 Oruxmaps软件

Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统,主要应用于移动设备,APK即Android安装包。通过直接连接或将APK文件传到Android移动设备中执行即可安装,故下载后缀APK的Oruxmaps软件直接运行安装即可。

Oruxmaps软件是Android操作系统平台上应用于户外运动的一个简体中文GPS软件,使用Oruxmaps软件下载 Google离线地图,省去了OziExplorer(简称Ozi)导航软件要求校准地图的步骤,可以直接在已下载的Google电子导航地图上设立航点、航迹以及路线等。

3.2 制作离线地图

采用事先下载Google离线地图,以使野外勘测工作更有效。通常制作离线地图有如下三个途径：

1)通过MOBAC(Mobile Atlas Creator)软件创建

安装JAVA虚拟机,直接执行打开MOBAC软件界面,在 “坐标信息”栏选择欲下载区域的地图范围;在 “地图源”栏选择欲下载哪个网站的地图 (比如选择Google Map地图源下载Google地图);在 “缩放比例”栏选择合适的地图级 (0～19级)下载;在 “当前地图册”栏新建地图册和添加选择的区域;在 “地图册配置”栏开始下载地图册即可。

2)可以将已校准过的ozi、kap、tiff、tfw等格式的地图转换为Oruxmaps格式,单纯的图像文件也可用来定义Oruxmaps的地图。

3)利用Oruxmaps软件创建离线地图

需要说明的是：①下载地图会占用很大流量,推荐采用WIFI连接,如数据量特别大的地图,建议用MOBAC等方式创建后复制到系统中;②开始下载地图数据,有时会出现一些问题,可以忽略这些错误继续下载。

3.3 下载hgt文件

根据老挝北部电网项目覆盖范围：北纬19° 40忆～20°52忆,东经101°50忆～102°36忆,从相关网站下载该区域后缀 hgt的 DEM文件 (即N19E101.hgt、N19E102.hgt、N20E101.hgt、N20E102.hgt),然后将这些hgt文件复制到Oruxmaps软件安装目录的dem文件夹下。

3.4 加载Google路径图

利用Google优化选线平台在室内调整老挝北部电网项目输电线路路径,将Google地图上相对科学合理的线路路径保存为KML或KMZ文件,导入到平板电脑的Oruxmaps软件安装目录的overlay文件夹下。到野外后,直接加载 KML或KMZ文件即可。

4 在电网项目中的应用

某线路沿线植被均非常茂密,多为橡胶树、柚木、乔木、灌木等,通视条件很不好;交叉跨越众多,共跨越13号公路8次,河流3次,115kV线路3次,泛亚铁路规划路径2次。工程所要求的UTM坐标系正好与Google Earth所用坐标系完全一致,充分利用Google地图,用来弥补收资地图比例尺小、现势性差的不足。

4.1 线路勘测设计中的应用

1)在可研、初设阶段的应用：采用配有Oruxmaps软件的平板电脑,集成有GPS定位导航、电子罗盘、数码相机的所有功能,不仅易于携带,而且利用Google地图定位精度可达几米,完全满足输电线路在Google地图上选线的需要,可有效弥补传统选线中普通地图的时效性差和图纸变形问题。

近年来老挝交通道路建设迅猛发展,大量乡村路甚至等级公路均未调绘到地形图上,为了保证线路终勘阶段的交通便利,可利用Oruxmaps软件的航迹存储功能,将工程终勘所经路段的起点、终点和拐点等,坐在车内便可及时记录航迹到所建立的数据文件中,通过接口线缆下载到PC机中进行在线Google线路路径优化选线。

利用Nexus 7的GPS导航功能进行输电线路沿线踏勘,在实地随时采集记录对线路有影响的地物 (如军事禁区、矿山等)。如遇到影响走廊的地物需避让时,可根据线路路径测量其至影响物处的偏距、累距。可见,在输电线路工程中,利用平板电脑所采航点、航迹可对线路路径做优化选线,充分避让各类规划区、军事区等,有效提高线路路径方案的可行性。

2)在终勘阶段的应用：某电网项目测区植被覆盖率达到90%以上,当在终勘阶段遇到植被茂密区 (通视条件非常差)时,此时可利用Oruxmaps软件界面右侧第5个 “3D”按钮,启用三维立体模型帮助测量员判断沿线路径哪些地方需要观测风偏、危险点等。

在线路终勘阶段,输电线路测量工作包括定线和定位,一般定线工作采用GPS RTK测量作业模式,而定位工作是在定线完成的前提下,当以全站仪进行塔基断面 (或地形图)测量时,由于植被茂密,难于寻找桩位,此时如借助配有Oruxmaps软件的Nexus 7进行导航桩位,则可非常轻松地到达桩位目的地,以避免在树林中迷路。

4.2 线路外控测量中的应用

首先在室内利用绘有线路路径的Google地图,在线路路径两侧进行图上布设GPS控制点,借助Google地图以布设在地理位置易于保存、交通相对便利的地方;然后将图上设计好的Google地图保存为KML或KMZ文件,导入到Nexus 7的Oruxmaps软件安装目录的overlay文件夹下。这时利用配有Oruxmaps软件的Nexus 7,可实时导航到图上已设计好的GPS控制点实地位置,现场根据具体情况再适当调整,以使GPS控制点位置布设更加科学合理。同样,在终勘阶段借助配有已导入GPS控制点的Nexus 7,以及初设已拍摄的GPS控制点照片,可非常容易地找到控制点,有效提高了勘测效率。

5 结束语

综上所述,由于Oruxmaps软件无需网络可直接调用Google离线地图,具有三维模型显示功能,并且诸如智能手机移动设备体积小、重量轻、携带方便,定位快、单机定位亦能达到一定精度要求,方便对实地拍摄取景。对精度要求不太高的一般测量工作,具有快速高效、简便准确的特点,如线路选线优化路径,寻找GPS控制点,调绘地物等等。

[1] 刘大杰,施一民,过静珺.全球定位系统 (GPS)原理与数据处理 [M].上海：同济大学出版社,1996.

[2] 孙达,蒲英霞.地图投影 [M].南京：南京大学出版社,2005.

[3] Oruxmaps导航软件使用说明书 [Z].

[4] 杨永平,段德磊,徐春,等.基于智能手机和OZI软件的电力工程应用 [C].电力工程测量专业经验交流会论文集 (下),2013.

Application of Oruxmaps Software in Grid Project of Northern Laos

YANG Yongping1,XU Wei1,LIU Huiling2
(1.Yunnan Electric Power Design Institute,Kunming 650051;2.North Automatic Control Technology Institute,Taiyuan 030006)

UTM coordinate system is introduced in this paper,and the preparations and specific processes of application in grid project investigation with oruxmaps software and google earth are detailedly expatiated by means of the practical example in grid project of northern laos.The practice demonstrates that the method is simple,powerful,adaptable,and can be used efficiently in grid project investigation in the absence of mobile network signal.

UTM coordinate system;Oruxmaps software;Google earth;Offline maps;Grid project

TM76

B

1006-7345(2014)03-0087-03

2014-01-28

杨永平 (1974),男,硕士,高级工程师,云南省电力设计院,从事电力工程测量和GPS技术的应用研究 (e-mail)hhuyyp @126.com。

徐维 (1982),男,学士,工程师,云南省电力设计院,从事架空输电线路设计工作。

刘慧玲 (1981),女,学士,工程师,北方自动控制技术研究所,从事GPS技术的开发及应用研究。