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GPS技术在电力工程勘察中的应用案例

引言


经过长期的实践和验证,GPS技术的测量精度和准确性远优于以往的测量方法,经济实用,适合广泛推广和应用。现阶段,为了更好地提高测量数据的准确性和准确性,越来越多的GPS测绘技术被应用于工程测量工作中。GPS测绘技术为电力工程测量提供了准确的数据和信息,促进了工程质量的提高和进度的加快。此外,GPS测绘技术的工作效率远高于一般测绘方法,降低了劳动力成本,为工程建设提供了更好、更高效的测绘服务。


1GPS技术及其优势分析


1.1GPS技术工程测量原理


在工程测量中,GPS技术采用高轨测距,以GPS卫星与观测站之间的间距为基本观测量。常用的测量方法有两种。一是伪距测量,即卫星与接收天线之间的距离是通过GPS卫星发射测距电文和A/C码传输到接收器之间的时间来计算的。然而,接收器和GPS上的时钟时间存在时区差异,因此通过这种方式计算的距离与真实数据之间仍存在一定差异,称为伪距离。二是载波相位测量。该方法测量距离的基础是传播路径中GPS卫星载波信号的相位变化,因此其精度高于伪距测量。


1.2GPS定位技术优势


最新GPS定位技术的优点是测量设备简单,安装双频接收机可实现全球目标的高精度跟踪定位;传统GPS定位技术不能优化误差,大大降低了测量精度。最新的GPS定位技术采用非差模式进行测量计算,虽然影响参数众多,但通过选择科学的数学模型可以优化误差;在定位精度方面,传统GPS定位技术与最新GPS定位技术存在明显差距,传统定位技术精度可达10m左右,最新GPS定位技术可达厘米。一般来说,最新的GPS定位技术在定位精度、误差处理、测量范围、测量设备等方面明显优于传统的定位技术。


2GPS技术在电力工程勘察中的应用


2.1在电控网坐标系勘测中的应用


在电力工程施工初期,企业需要专业的测绘队伍对施工现场进行仔细调查,按规定比例绘制地形图,为与国家坐标系匹配的测量区域控制网的建设提供参考。但由于近年来我国电力工程建设规模不断扩大,工期紧张,难度等级大,特别是海拔高、人烟稀少、工作条件困难,为了克服这一系列困难,确保电力工程的顺利完成,必须依靠最新的GPS定位技术对电力工程进行精确测量,确定控制网络的起始坐标。为了充分发挥GPS技术在电力工程勘察中的优势,通常在实际应用中与GIS(地理信息系统)相结合、RS(遥感技术)相互融合。由于GPS定位技术测量精度高,借助GIS和RS技术,控制网坐标系也可以采用非常规计算方法确定,即根据假坐标系布置控制网,然后进行控制网起始坐标系的计算和定位计算。计算出电控网坐标系后,需要对其进行检查,如果确认无误,可以对控制网进行约束平差工作。当所有控制网络相关工作完成后,根据实际计算的控制网络,利用GIS技术调整错觉控制网络坐标系,与国家坐标系匹配,最终制作电力工程测量区域控制网络的精密数字地图。GPS定位技术在电力工程测区控制网坐标系计算中的应用,可以大大降低操作人员的劳动强度,简化计算环节,缩短操作周期,提高电力工程的计算精度。


2.2在输电线路户外作业中的应用


高压输电线路施工亲,必须保证航外工作的完成。输电线路航外作业的主要工作是根据输电线路的初步设计方案,对航测获得的数据进行调绘和GPS外控作业。在这一环节中,准确找出国家等级控制点至关重要。鉴于早期建立的控制点精度低,野外联合测试操作不仅困难,而且任务艰巨,必须选择高精度测量定位技术及相关仪器设备进行此项工作。输电线路航空工作采用GPS定位技术、RS技术和GIS技术,确保定位技术优势充分发挥,需要严格按照既定规则:第一控制点平均分布在施工区域内,布置位置应尽可能便于观察或交通便利,控制点之间的距离间隔根据输电线路布置长度控制系统的数量确定。严格按照GPS技术观测流程对控制点和图像控制点进行在线监测,监测时间保证在6h以上,保证原始数据的可靠性。采用MATLAB软件、AOTUCAD等软件处理和分析输电线路观测数据,评估控制点的可靠性,进行后续约束平差,建立国家坐标系等相关操作。


2.3参考站的选择和建立


合理确定参考站的位置是RTK技术顺利使用的关键。因此,在参考站的早期选择过程中,应注意以下几个方面:一是确定参考站的已知坐标;二是参考站地形高,最好在开放区域,周围无高层建筑干扰,确保参考站能清晰接收卫星信号;第三,卫星信号接收容易受到其他信号的干扰,为了确保原始数据信息的完整性和准确性,确保参考站周围没有信号反射和多路径效应,尽量远离广播和发射站;第四,严格测量参考站所在地形,尽量选择坚固稳定的土层环境。选择参考站的位置,安装建立,可选择GPS网络结构确定坐标。


2.4加密控制点


控制点之间的距离超过RTK的工作半径,影响设备的正常工作。此时,GPSRTK中的静态功能可以布置一些支点,以适当地延长测量距离。应注意靠近转角桩的支点位置的选择,以确保信号强度、视野开阔和交通方便。此外,在控制点再次放置基准站时,应提前检查现有桩位,并将前后测量的高度与坐标参数之间的差距控制在7cm以内。


3GPS技术在电力工程勘察中的应用案例


3.1工程概况


电力工程的输电线路长度为67公里,电压等级为220公里。线路铺设前半段为丘陵区,中间段为高山森林覆盖区,跨越多栋住宅楼和高速公路。为确保电力工程建成后能为区域用户提供安全稳定的电力服务,促进当地经济发展,采用最新的GPS定位技术、GIS技术和遥感技术,以及四台动态双频接收机实施电力工程建设。


3.2静态控制网布设置


勘察人员通过勘察明确了输电线路走向和转角在比例地图中的位置。在线路上,需要根据线路的具体规划和地理条件设置10个控制点,完成对国道、居民区和主干道区域的检测,为观测工作提供便利。由于高压线路、水域、通信塔等会影响电波信号的传输,影响卫星信号的传输质量。因此,在实际的规划和施工中,控制点不应太接近上述位置,以保证动态双频接收机工作质量的稳定性。在本次设计和施工中,MATLAB用于完成控制网约束的正常计算。由于线路勘察中高程和距离的考虑相对较小,如果范围相对较小,地球高差和水平高差的比例相对较小,因此在计算控制网平差时最好使用地球高度。


结束语


总之,在电力工程勘察中,GPS定位技术具有精度高、测量准确、测量效率高的优点,对操作难度的要求相对较低,可以大大提高勘察作业的速度,为电力工程的发展提供很大的帮助。因此,相关研究人员和工作人员需要进一步研究和学习GPS定位技术,提高其实际应用效果,实现我国电力产业可持续发展的战略目标。


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