浅谈GPS测量在输电专业的应用_免费论文全文下载

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【摘要】本文介绍了GPS测量发展应用情况及基本原理，浅显易懂地介绍了GPS测量技术在输电线路专业方面应用，对输电线路专业人员应用新技术促进专业工作有一定的指导意义。

1.GPS测量发展应用情况及基本原理
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS测量技术是以军事目的为主的，因近十几年全地球比较安定，基本没有大规模的战争，所以美国将其开放用于民用各行业，逐步对世界各国开放，但是他们对测量的精度进行了限制，并且在战争一旦发生时，可以限制其用户的使用。目前，我国也在进行GPS测量系统的可发，还没有开放民用。平常我们最熟悉的就是用户设备部分即GPS 信号接收机，其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，精度越来越高，便于野外观测使用，广泛应用于各行各业测量定位。大家对“GPS”很熟悉，对其原理可能不很清楚，可以简单地解释，天空的卫星相对于地球的位置是已知的（由一个更复杂的系统监视及计算得到），现在要测量地球上的某个实际的点的经纬度，假若由一颗卫星来测量是不行的，因为到一颗卫星一定的距离的点可以组成一个“球面”。那么由两颗卫星来测量行不行呢？也不行。两颗卫星形成一条直线，被测量的点与这条直线两端的距离一定时，在平面上是对称的两点，而在空间上则是一个园，所以也不行。三颗卫星测量行不行？答案是可以的，因为三颗卫星组成一个平面，被测量的点与任意两颗卫星组成一个平面，共可以组成三个平面，而且三个平面只有一个交点，所以这个交点是唯一的，所以GPS需要三颗卫星才能定位。当然定位的实际计算肯定是非常复杂的，但是基本原理就是这样。
2.GPS在输电专业上的应用
2.1 GPS在输电线路勘测设计上的应用
不论是传统光学经纬仪，还是先进的全站仪，都是在地面上对地面目标进行测量，测量的距离不太远，中间不能有障碍物，而GPS测量是手持机接收空中的卫星信号，对地面的点可以说没有障碍，只受天气的影响。由于勘测设计使用的GPS系统配备了移动基站校准，其测量精度可以达到厘米级，完全能满足工程测量的需要，特别是长距离测量，比传统的测量仪精度要高得多，因为传统的测量要经过数次测量，误差逐渐累积，而GPS测量没有累积误差。所以GPS测量具有非常的优势，已取代了传统的线路勘测设计测量，只是在局部精确测量上才偶尔使用经纬仪或全站仪。
2.2 GPS测量在输电线路规划方面的应用
GPS测量在输电线路规划方面，目前基本上还没有应用，但是随着使用GPS测量输电线路及变电站经纬度坐标，以后的图纸数字化了，繁大的地理信息系统（GIS）即将建立，并集成到我们的PMS系统之中，给我们今后的规划工作带来极大的方便。只要将变电站或负载中心的选址经纬度及输电线路的必须经过关键点经纬度输入，规划的方案就很容易做出来，且精度大大提高，并且通过电子地图，可以优化线路路径、供电方案。
3.GPS测量在输电线路运行工作中的应用
3.1 应用GPS测量校核输电线路档距错误
以前的输电线路勘测设计测量，是采用独立的坐标系统，说得清楚点，是没有与国家的坐标系统联测的，要在地图上标出来，是个大概位置，甚至有些35kV线路没有进行测量，看看地形可以，估计距离，选择杆型，架起来就完了，什么资料也没有。大部分线路运行时间久了，开剖、杆线搬迁等改动不少，对这些缺失的资料，我们可以采用传统的经纬仪测量完善，也可以采用GPS测量完善，我们各单位配备的普通GPS手持机，其精度可以达到3-5米，输电线路档距一般在200米以上，误差一般在2%以内，其精度满足要求，当然对于距离太短的，建议还是使用经纬仪或测距仪测量。
3.2 应用GPS测量巡线道长度
我们平常年年修巡线道，巡线道长度到底有多长？可能大家都没有数。因为巡线道往往在山上，验收时用皮尺丈量巡线道长度是很困难的，用测距仪也很困难，视线受阻，大家花了很大的精力，只能是抽查一下，这样巡线道到底多长，往往不清楚。其实，我们可以用GPS手持机测量航迹，可以在明显的转角处测量，记录一系列的点，形成航迹。中间如果某段没有修巡线道，做好记录，这样可以计算出航迹的长度，巡线道长度还应该根据航迹长度乘以一个系数，这个系数可取1.05-1.15，这样的巡线道长度是比较精确的。如果觉得麻烦，也可以再粗略点，测量某段两点的经纬度，回到家里，再算出长度，再乘以一个系数，这个系数可取1.1-1.5，特殊情况还可以增加，到底取多少合适，可以测算，再积累经验，这样也可以，但是精确度差一些。
3.3 应用GPS测量杆塔坐标，指导雷击跳闸查线
先用GPS测量杆塔坐标，录入到雷电定位系统，当雷电击到线路上，引起跳闸时，雷电定位系统就会测量到一个雷电放电点坐标，再与线路坐标进行对比，就会发现线路上某杆塔附近有雷击，时间也要与线路跳闸一致，这样就可以肯定在某杆塔有雷击，有针对性地进行检查，大大减少工作量，也为抢修缩短了时间。同时对一些非雷击跳闸，也可以排除雷击原因，从而引导考虑其它故障原因，避免走弯路。
3.4 应用GPS导航巡线，获得最佳路径
输电线路往往在崇山峻岭之中，有些地方多歧路，有些因巡线道失修不能辨别路径，这样的情况比比皆是。利用GPS导航功能引路巡线，大大减少辨别路径花费时间，不走冤枉路，为巡线带来了很大方便，其原理与汽车上的导航功能一样，甚至有些手机上也有GPS导航功能，并不复杂，但也需要专门学习。
4.GPS测量在输电线路应急抢险中的应用
说到GPS测量在输电线路应急抢险中的应用，可能大家不好理解，但是GPS测量确实在输电线路应急抢险中发挥了巨大的作用。大家应该对2008年冰灾记忆犹新，突然大面积停电了，到处没有电，通信也随之中断，手机顿时失去了作用，可是我们抢险离不开通信，离不开手机。这时，中国移动给予了我们大力支持，我们将重要抢险区域的GPS坐标给了他们，他们保障了我们的手机畅通。也有人可能要说，告诉他们地名不是也可以，因为地名太大，牵涉范围大，在特殊时期他们无法保障，地名太小，他们就不知道在哪里，所以只有提供GPS坐标最好，即精确又方便。
5.结束语
GPS测量是新技术，已广泛应用于各行各业，本文浅显地介绍了一些GPS测量在输电专业方面的应用，以期大家学习新技术，推广应用，促进输电专业工作。GPS测量也有些局限性，大家在应用中要注意，特别是短距离（200米以内）进行测量时，要采用高精度的仪器，最好是有地面基站联系的仪器。如果是短距离测量长度，建议优先使用经纬仪或测距仪，这样相对误差要小些。

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