RNSS在電力工程的應用與發展論文
1.引言
一般地，勘測工作都要經過查勘、角桿測量、拉線測量、河谷寬度測量、高度測量等，為初步設計奠定基礎。線路工程設計是按照建設項目的需要，利用查勘、測量所取得的基礎資料和技術標準，以及現階段提供的材料等，進行系統綜合設計的過程。對技術的準確應用，對現場情況的準確處理，是設計方案質量高低的標準之一。
2.GNSS與GIS在電力線路前期規劃中的應用
2.1傳統電力線路測量存在的弊端
(1)測區一般分布呈帶狀，并且較長。傳統測量儀器視距較長，可達1km或更長。為了保證精度，需要長距后視，因目標較小，不易于尋找。一條線路往往很難通過一次勘測就可以完全合格，需要經過反復修改路線走向，勘測人員體力付出較大。(2)勘測中存在的問題以往的電力工程測量均采用人工測量，需要帶上百米繩、標桿、鉛筆等工具。受勘測人員自身能力限制及地形因素的影響，往往需要的時間較長。在測量過程中，經緯儀是通過點與點之間的`直接觀測而獲取測量數據的，如出現不通視的情況，將造成測量困難。
2.2GNSS高精度測量系統的主要特點
應用GNSS衛星定位測量系統，通過衛星傳送和接收信息，可以準確獲取所有相關現場的測量信息及數據。GNSS測量能使測量誤差減小，測量精度更高，能進一步提高工程設計質量。鑒于輸配電線路勘測工作的特點以及GNSS測量設備的特點，使其應用于線路勘測成為必然。高精度GNSS測量設備的使用，提高了輸電線路勘測的質量和效率。GNSSPTK測量設備的主要特點如下：(1)觀測站之間無需通視。觀測站相互通視一直是測量學的難題，GNSS這一特點，使得選點更加方便，但觀測站上空必須開闊，保證GNSS接收衛星信號不受干擾。(2)定位精度高。隨著距離的增長，GNSS測量的優越性愈加突出。(3)觀測時間短。(4)提供三維坐標。GNSS在精確測定觀測站平面位置的同時，可測量觀測站的大地高程。(5)操作簡便。GNSS測量儀器的自動化程度很高，在觀測中測量員的主要任務是安裝開關儀和監視儀器的工作狀態，而其他觀測工作，如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。(6)全天候作業。GNSS觀測可在任何地點、任何時間連續地進行，一般不受天氣狀況的影響。
2.3GNSS在電力線技改前期規劃中的實際應用
以一條10KV供電系統進行重新規劃，新架一條供電線路為例。首先通過電力生產地理信息系統對該地區配電線路供電半徑、地理分布、負荷狀況等進行前期分析，并在輔助設計層進行負荷切改的模擬規劃，提出線路規劃初步方案，然后按照初步方案進行現場勘察。測區位于半山區，線路所經地區樹林、房屋較多，地勢起伏較大，采用傳統方法進行測量，難度很大。采用GNSS衛星定位系統，進行桿塔定位、距離測量、路徑選取，僅用兩天時間就完成了以往需一周時間的勘測量，完成全部線路的切改規劃，并完成了桿塔的挖坑定位工作。GNSS衛星定位系統在輸配電線路中的應用主要用于定線、定位、直線樁位及塔位的放樣，另外還可進行平斷面的測量。GNSS能直接提供點位的地理坐標，具有實時測圖和工程放樣功能。常用的放樣功能，能一次性完成線路規劃、桿塔基礎位置定位等各項工作。通過GNSS衛星定位系統現場實時采集桿塔精確坐標數據，并將其導入生產管理地理信息系統，能非常方便地為電網規劃、線路設計提供參考。通過圖上規劃，能立即獲得規劃后負荷變化情況和線路長度等信息，這使電網前期規劃和設計能夠更加合理、正確，避免人為失誤，提高了工作質量和效率。利用地理信息系統和完備的數據信息可以對工程施工開展前期規劃，并跟蹤工程進度，使工程管理工作規范化、標準化、科學化、可視化，從而提高企業工程管理的效率和水平。
3.GNSS與RS技術在電力工程中的應用
RS遙感是指從衛星或飛機上對地面進行觀測，通過電磁波的傳播與接收，感知目標的某些特性并加以進行分析的技術。全球導航衛星系統GNSS技術能夠為遙感傳感設備提供瞬時的三維坐標，特別是GNSS/IMU組合導航定位技術的應用能夠高頻率、高精度地提供傳感器的位置與姿態信息，能夠減少甚至不需要野外控制點、連結點的測量工作，大大減少了外業工作，提高了線路勘查工作的效率。跨入新世紀以來，國內電力勘測設計單位愈來愈關注該項技術的發展和應用，并努力將其應用于電網建設項目的前期規劃設計中。特別是三維航空遙感數據獲取系統，系統的數據處理流程如下圖所示，該系統的關鍵技術實現了設計人員在室內微型機上進行路徑的多方案比較、確定最佳方案，并完成線路平面測量和縱橫斷面測量。此外，還可以利用衛星遙感影像圖進行輸電線路選線，衛星遙感影像較飛機航拍影像成本少，但分辨率比較低。全數字影像測量系統的應用徹底改變了電力勘測設計傳統的作業模式，不僅極大地減輕了勘測設計人員的外業勞動強度，更重要的是能夠最大限度地優化線路路徑，減少線路長度和跨越屋頂的數量，大幅降低了國家投資電網建設的成本以及工程對資源環境的破壞。以“500kV恩施-水布埡送電線路工程”為例，利用數字攝影測量技術處理航測影像進行預選線，優化后方案路徑與規劃選線方案綜合技術經濟指標比較如表1所示。航空遙感設計優化方案較規劃選線方案有如下優點：優化線路較原線路長度縮短了3.2km；房屋拆遷量減少了5520平方米；走線海拔高度有所降低，經過高山大嶺地形比例降低了6%；優化路徑交通條件較好，有利于今后施工運行；避開了30mm重冰區，且重冰區線路長度縮短了5.5km；靜態投資節省7255.4萬元。由此可見，優化方案較規劃選線方案有明顯的技術經濟優勢，能夠優化路徑、降低工程造價、節約資源、提高工效、節約勘測設計成本。
4.結束語
電力行業與現代文明社會息息相關，電力系統是人類文明的生命線，現代社會已無法想象沒有電力供給所造成的災難。本文首先對電力線路工程勘測設計進行了概述，指出了傳統電力線路測量存在的弊端以及GNSS高精度測量系統的主要特點，詳細論述了GNSS與GIS在電力線路前期規劃中的應用和GNSS與RS技術在電力工程中的應用。充分顯示了導航系統應用于電力線路勘查不僅具有重要的現實意義而且對電力市場的蓬勃發展具有深遠的歷史意義。
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