基于．net平台的无棱镜全站仪输电线路测量技术研究

张愿强，田旭伟，莫 钧，胡 品，普应平

（云南电网有限责任公司红河供电局，云南 红河661100）

0 引 言

无棱镜全站仪是指不需要在观测点处架设反光镜，其自身发射的光束经过待测物体自然表面反射后直接测距的经纬仪。无棱镜全站仪在不可达点和危害人身安全的危险点的距离测量作业中得到了广泛应用［1－4］。

利用无棱镜全站仪进行绝缘子串测量，使得老旧绝缘子串拆除更换新串的备料更为精准，杜绝了因测量技术水平受限而产生的物料浪费。同时也可以应用到交差跨越点的测量工作上，使得测量准确，省时省力。

本文基于．net平台编写测量辅助计算软件，将无棱镜全站仪的测量优势与软件的计算、记录优势相结合，使得现场测量更加便捷高效。

1 基本理论

1.1 绝缘子串长

传统的绝缘子串长测量方法是利用余弦定理进行求解，但该测量方法所测得的串长精度不高，本文通过使用无棱镜全站仪，建立空间直角坐标系，对绝缘子串长进行求解。如图1所示，AB为待测绝缘子串。在测量前，先在顺线路方向的大致位置钉测桩x，随后依次测量仪镜中心与复合绝缘子串碗头的斜距OA，与球头的斜距OB，竖直角度∠AOA’，∠BOB’，水平角∠AOx’、BOx’，以上各量记为l1、l2、β1、β2、α1、α2，其公式如下：

图1 绝缘子串长测量示意

1.2 交叉跨越测量

无棱镜全站仪也给输电线路交叉跨越点的计算带来了便利。利用无棱镜全站仪进行交叉跨越距离的测定过程中，往往需要粗略估计输电线路上的实际交叉跨越点O1和O2，并利用无棱镜全站仪的对边测距功能，当O1和O2两点的平距约等于0时，即可得到O1和O2两点的高差Δh。事实上，粗略选取的O1和O2两点往往由于测量人员的实践经验而有所差别，从而导致测量结果出现偏差。因此，需要对交叉跨越点的精确位置进行测量。如图2所示，线路AB和线路CD交叉跨越，欲求得交叉跨越点E在线路AB上的位置。进行该测量时，需要A、B、C、D四点在测站O处两两通视。并测取如图所示的4个水平距离OA、OB、OC、OD，这4个平距均可由无棱镜全站仪测得斜距和竖直角得到，同时再测取∠AOB，∠COD，∠BOD三个水平角度，在式（2）中，将上述量记为l1、l2、l3、l4、α1、α2、α3。

图2 交叉跨越测量原理图

结合使用余弦定理和正弦定理，设

式（7）、（8）中的k1和m1就是BE和CE的长度，而∠COE就是要求解的角度。

计算完成后，全站仪前视C点，再偏转∠COE的角度，则待找正的O1和O2点在偏转后的垂直平面上，该平面与AB、CD的交点即为O1和O2，直接利用无棱镜全站仪的高差功能，即可得到实际准确的交叉跨越距离Δh。

1.3 倾斜度测量

倾斜度测量的计算与1．1节类似，建立同样的空间直角坐标系，可得其倾斜角度为

2.net平台软件设计

为了进一步适应电网智能运检的新要求，本文基于微软公司的．net Framework平台，结合Access数据库管理软件，编写了适合于平板电脑运行的win32应用程序，具有计算、存储、打印、显示报表的功能，将第1节中的理论基础编写成为应用软件，方便现场工作人员使用。

图3给出了所设计软件的主界面，在主界面上安排了四个主功能按钮，供现场技术人员选择。设置了绝缘子串长测量，交叉跨越测量，倾斜度测量三个功能，覆盖了主要的应用场景。软件力求计算准确，输入方便，界面友好，可操作性强。

图3 基于．net平台的软件设计

3 结果与讨论

本文基于无棱镜全站仪无需在观测点放置反光镜的特点，讨论了利用无棱镜全站仪测量复合绝缘子串串长，交叉跨越点位置，悬垂绝缘子串倾斜度测量的方法。并基于以上方法，利用微软公司．net平台的强大性能，编写了适合于平板电脑的“无棱镜全站仪测量辅助计算软件”。经过现场的实测，不同年龄层次的技术测量人员不需培训即可掌握，省时省力。由于无需携带纸笔，随时计算随时保存，导出即可查看，在现场应用中取得了较好的效果。