探析GPS在架空输配电线路设计中应用

（国网福建福清市供电有限公司，福建 福州 350300）

探析GPS在架空输配电线路设计中应用

冯 锋

（国网福建福清市供电有限公司，福建 福州 350300）

GPS和传统的测量工作相比，具有工作效率高、使用人数少、定位时间短、操作简单、全天候工作、定位精度高、测站之间无需通视等优点。因此，将GPS应用在架空输电线路测量中，能够为架空输电线路设计提供可靠、准确的数据信息，显著的提高架空输电线路的设计精度。文章分析了GPS系统的组成、工作原理以及特点，然后以某110kV架空输电线路为例，探析了GPS在架空输电线路设计中的实践应用，以供参考。

GPS；架空输电线路设计；应用

前言

GPS即全球定位系统是随着现代科学技术的发展而形成的新一代精密卫星定位与导航系统。近年来，GPS系统被广泛的应用在国民生活的各个领域中，并且发挥了至关重要的作用。通过将GPS应用在架空输电线路设计中，能够实现对架空输电线路的全覆盖、全天候测量，并快速的为架空输电线路设计提供精确的三维坐标，这对提高架空输电线路设计的效率和准确性具有至关重要的作用。

一、GPS系统的组成、工作原理以及特点

1 GPS系统的组成

GPS系统由三个独立的部分组成，分别为：用户设备部分，接收GPS卫星发射的信号，承担获得必要的定位信息以及导航信息，并通过数据分析和处理，完成定位和导航的任务；地面制成系统，主要包括5个检测站、3个注入站、1个主控站；空间部分，若干个工作卫星以及备用卫星。

2GPS系统的工作原理

GPS系统是卫星导航定位系统，该系统的工作原理表现为：将GPS接收装置安装在要求的某一个位置点，GPS卫星发出导航电文，由GPS接收装置接受三颗或者三颗以上GPS卫星发射的导航电文，通过各种复杂的数学计算以及数据处理，计算出某一时刻时，GPS接收装置到达GPS卫星的距离，当计算出两者之间距离的同时，通过接收卫星星历能够得到某个位置的空间坐标。在使用的坐标系统中，GPS系统常用的坐标系统包括两种，一种为空间固定坐标系统，另一种为地固坐标系统，根据实际需求可以进行坐标系的相互转换，以便于更好的表示控制点的位置。

3 GPS系统的特点

GPS系统的特点主要包括：全天候作业、操作简单方便、提供三维坐标、观测站之间不需要通视、抗干扰能力强、定位速度快、精确度高、功能多、适用范围广、全球连续覆盖等。

二、GPS在架空输电线路设计中的应用

1应用实例

文章以某架空输电线路工程为例，该架空输电线路为110kV双回输电线路，线路全长为20km，由于该架空输电线路的距离非常长，所以沿途经过了森林、河流、山地等众多地形，如果采用人工测量的方式，不仅会增加测量人员的工作强度，在一些危险的地形还会威胁测量人员的生命安全，并且人工测量的准确度相对较低，并不能够满足架空输电线路设计的相关要求。

2 GPS在架空输电线路设计中应用的要点分析

2.1 GPS设备安装的位置应该根据现场的具体状况，由于基准站是固定不动的，不能保证基准站的无线电波和移动站保持紧密的联系，为了能够更好的接收卫星信号，并对数据进行及时的矫正，保证基准站的无线卫星信号的传输质量，应该选择无强电磁干扰、上空视野开阔的地方设置基准站。

2.2 在设计的过程中，设计单位应该对架空输电线路进行线路勘察和定线，对设计方案的可行性、经济性等进行综合的比较，确定设计方案之后，精确的定位出线路。

2.3 施工单位应该严格的按照设计单位的原始桩位对线路进行复测，因此施工单位必须已知新设计线路上的两个原始桩位的具体位置，移动站由专业的操作人员移动并进行测量。

2.4 如果线路测量中出现交叉跨越点的需增钉辅助桩、增加桩位前后的方向桩、补钉丢失的直线桩等状况时，应该采集所有线路两端桩点的坐标，并把手簿设计成线路放样的模式，再利用放样指示功能，通过操作移动站就能够方便的进行左右、前后移动，根据相关的设计资料找出需要的桩位，根据测量现场的具体状况以及工作目标增加辅助桩以及方向桩。

2.5 对交叉障碍物进行测量的过程中，利用设备放样指示功能确定线路障碍物的范围以及走向，根据相关的设计要求确定允许的安全距离。对障碍物进行碎部点采集，通过对采集的数据进行计算，能够准确的算出障碍物是否被拆除，并且还能够计算出障碍物被拆除的面积。

2.6 在实际应用的过程中，在任何位置都能够调出已经输入的线路的名称，例如输入M航点，导航功能就能够准确的找出所在位置线路的方向以及大概的距离，还可以根据导航系统提供的公路导航页面、罗盘导航页面、地图页面以及其他信息页面确定前景的方向以及距离，这样能够轻松的找到M航点的位置。

3 GPS在架空输电线路设计中的应用效果

GPS在架空输电线路设计中的应用效果主要表现在以下几个方面：（1）GPS测量能够精确的获得被测地点的三维坐标，并提供准确的定位数据，其高程精度能够达到四等水准，能够满足架空输电线路测量的实际需求；（2）测量无时间限制，GPS系统能够进行全天候作业，并且能够在任何时间、任何地点进行观测，同时具有卫星点数量多、分布均匀等特点，并且不受天气状况的影响，可能在任何时间段进行测量；（3）测站之间不需要通视，GPS测量的选点工作更加方面和灵活，不需要测站之间的相互通视，仅需要根据测量的实际需求，确定定位点即可；（4）仪器的操作非常简单，操作人员只要在开机后设定参数，并量取天线的高度之后，接收机能够进行自动观测以及记录相应的测量数据；其五，测量的时间非常短，在进行GPS测量的过程中，动态相对定位的时间仅为几秒钟，静态相对定位的时间虽然长一些，但是也不会超过20min，并且随着GPS系统的不断改进和完善，软件系统的不断更新，GPS定位测量的时间将会不断的缩短，测量精度也会不断的提高。

结语

总而言之，由于GPS系统具有的众多优势，通过将GPS应用在架空输电线路设计中，不仅能够显著的提高电力系统在线测量的效率和质量，还有效的降低了测量工作人员的工作强度，能够充分的满足架空输电线路设计的实际需求。

[1]陈磊，王建新.GPS在架空输配电线路设计中的应用[J].硅谷，2011（10）：140.

[2]张付.GPS技术在电力线路测量中的应用[J].中国科技博览，2010（02）：125-126.

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