摘要:隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和完善,為了能夠方便直觀的科學化管理、快速高效的維護電網(wǎng),智能電網(wǎng)需要對電力線路和設備基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進行采集。應用(GPS)CORS技術(shù)對電力管線設施進行測繪,同時,利用衛(wèi)星影像圖進行核查,通過兩項技術(shù)的交互應用,提高數(shù)據(jù)的準確性和外業(yè)采集的高效性。
關(guān)鍵詞:(GPS)CORS技術(shù);智能電網(wǎng);電力普查
Abstract: with the development of the intelligent power grid and perfect, in order to be able to convenient intuitive scientific management, highly efficient maintenance power network, intelligent power grid power lines and equipment need to basic information data are collected. Application (GPS) CORS of electric power line facilities technology of surveying and mapping, and at the same time, using satellite image map checks, through the two technologies of interactive applications, improve the accuracy of the data and field collection of high efficiency.
Key words: (GPS) CORS technology; Smart grid; Power census
隨著GPS技術(shù)的飛速進步和應用普及,利用多基站網(wǎng)絡RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)(CORS系統(tǒng))已經(jīng)逐漸成為城市測量主要手段,CORS技術(shù)具有定位精度高、實時快速應用、全天候服務等特點,定位精度滿足電力管線測量精度。故CORS技術(shù)在電力管線普查中得到了廣泛的應用。利用衛(wèi)星影像圖的高清實物照片對所測得的數(shù)據(jù)進行核查,清晰地檢查外業(yè)測量中的路線和可能出現(xiàn)錯誤的地方,保證所測得的數(shù)據(jù)準確性。
1、 CORS系統(tǒng)工作原理
CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。它由基準站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應用系統(tǒng)五個部分組成,各基準站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體,形成專用網(wǎng)絡;鶞收揪W(wǎng)負責采集GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并輸送至數(shù)據(jù)處理中心,同時提供系統(tǒng)完好性監(jiān)測服務。系統(tǒng)的控制中心接收各基準站數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)處理,形成多基準站差分定位用戶數(shù)據(jù),組成一定格式的數(shù)據(jù)文件,分發(fā)給用戶。數(shù)據(jù)處理中心24小時連續(xù)不斷地根據(jù)各基準站所采集的實時觀測數(shù)據(jù)在區(qū)域內(nèi)進行整體建模解算,自動生成一個對應于流動站點位的虛擬參考站通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡和無線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng),向測量用戶發(fā)送載波相位差分修正信息,以便實時解算出流動站的精確點位。
2、 CORS系統(tǒng)的特點
CORS系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)RTK測量作業(yè)方式,改進了初始化時間、擴大了有效工作的范圍;采用連續(xù)基站,用戶隨時可以觀測,使用方便,提高了工作效率;擁有完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳,增強差分作業(yè)的可靠性;用戶不需架設參考站,真正實現(xiàn)單機作業(yè),減少了費用;使用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通訊方式,減少了噪聲干擾;提供遠程INTERNET服務,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享;擴大了GPS在動態(tài)領(lǐng)域的應用范圍,更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航。
3、 CORS系統(tǒng)的坐標系統(tǒng)
CORS系統(tǒng)在測量中統(tǒng)一使用WGS-84坐標系統(tǒng),高程基準一般采用1985國家高程基準。通過計算7參數(shù)對不同坐標系進行相互轉(zhuǎn)換,比如WGS-84坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成國家80坐標系統(tǒng) 具體方法如下:
1) 在測區(qū)內(nèi)選取均勻分布的4個以上控制點,分布測得兩個坐標系坐標及高程。
2) 通過COORD坐標轉(zhuǎn)換軟件計算7參數(shù),然后將WGS-84坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成國家80坐標系統(tǒng)。
3) 在轉(zhuǎn)換好的80坐標系統(tǒng)中抽取幾個檢查點,實地校驗。
4、 CORS系統(tǒng)測量的精度
實時CORS系統(tǒng)定位外符合中誤差平面優(yōu)于3cm,高程5cm。滿足管線測繪標準。
5、 影響CORS系統(tǒng)測量的主要因素
按照各地的CORS系統(tǒng)正確設置好IP地址、服務端口、源節(jié)點、用戶名和密碼等;正確安裝GPS接收機的SIM卡,確保SIM卡使用費用;并且在空曠的地方連接好儀器,得到固定解后,開始進行外業(yè)測量;當周圍有大型建筑物、樹木、高壓輸電塔等時都會影響測量;除此之外,云層過厚、電離層活躍、接受衛(wèi)星數(shù)過少及使用儀器質(zhì)量等原因也會造成測量信號差,無法精確定位。造成測量點位發(fā)生偏差或飛點。
6、 衛(wèi)星影像圖的矯正
1) 根據(jù)測區(qū)所在的位置,通過稻歌底圖下載軟件下載清晰的衛(wèi)星影像圖。
2) 比較原有的CAD地圖和衛(wèi)星影像圖,在衛(wèi)星影像圖上均勻地選取明顯清晰可見的地物控制點3~5個。
3) 對所選的控制點實地進行踏勘實測,如有無法測量的或地物點發(fā)生變化的,需要重新選擇控制點,精確測量。
4) 通過CAD、MAPGIS、ARCGIS等專業(yè)軟件對影像圖進行校準,CAD中的具體做法如下:
(1)、在CAD中插入衛(wèi)星影像圖,把所測的控制點導入到CAD圖中,然后全屏顯示。
(2)、把影像圖移動到控制點附近,利用CAD圖像校準功能,放大影像圖上的控制點準確地選取控制點,輸入實測坐標,依次從左上角、右下角、右上角、左下角位置填入所測的點坐標,完成后點擊圖像校準功能。
(3)、校準完成好,利用實測數(shù)據(jù)進行檢查,看偏差是否在誤差范圍內(nèi),如超出范圍,重新進行校準,直到誤差達到允許值。
7、CORS系統(tǒng)在青島管線測繪中的應用
青島電力局管線測繪項目主要對整個青島市區(qū)范圍內(nèi)的桿塔、配電站、箱變、分支箱等設備進行測繪。
(1)、主要采用CORS系統(tǒng)進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集
(2)、平面基準采用WGS-84坐標系統(tǒng),高程基準采用1985國家高程系統(tǒng),地圖投影采用高斯-克里格投影,按3°帶劃分。
(3)、數(shù)據(jù)格式電網(wǎng)數(shù)據(jù)為電子表格,矢量數(shù)據(jù)格式為“.dwg”
(4)、管線數(shù)據(jù)采集主要包括架空線路數(shù)據(jù)采集、電纜數(shù)據(jù)采集和對應電壓等級站房數(shù)據(jù)采集三個方面;架空線路的采集精度將在±1.5米;配電站房的采集精度極大值為±0.5米;電纜線路數(shù)據(jù)采集的精度應將在±0.3米;每個桿塔拍攝2張能清晰看到桿上設備的照片(桿塔全貌、桿塔塔牌),并按照統(tǒng)一規(guī)則進行命名;采集站房(開關(guān)站、配電室、箱式變等)坐標,拍攝2張能清晰看到站房的照片。其中設備照片在以后巡視過程中逐漸完善。
(5)、外業(yè)流程圖
在電纜普查中,我們根據(jù)青島管線測量提出的精度要求,選擇了CORS系統(tǒng)進行外業(yè)測量,CORS技術(shù)具有定位精度高、實時快速應用、全天候服務等特點,定位精度滿足電力管線測量精度。但由于CORS系統(tǒng)也受到天氣、周圍環(huán)境和儀器等因素的影響,會出現(xiàn)信號差,無法得到固定解甚至出現(xiàn)飛點的情況,所以外業(yè)數(shù)據(jù)的檢查就非常重要,我們采用衛(wèi)星影像圖精確校準后把外業(yè)數(shù)據(jù)導入到合并的地圖中進行核查,通過與實際的地物進行核對,我們可以避免由于CORS系統(tǒng)出現(xiàn)的誤差情況,進行及時的調(diào)整和糾正,保證數(shù)據(jù)完整性和準確性。
隨著CORS系統(tǒng)迅猛發(fā)展,應用越來越廣泛,測繪儀器操作越來越簡單,它的優(yōu)點在電纜普查中得到了充分的體現(xiàn),也有一些不足之處,比如受外界影響因素很多。同時,最近幾年衛(wèi)星遙感技術(shù)不斷成熟,衛(wèi)星影像圖的清晰度不斷提高,在測繪領(lǐng)域中廣泛應用。所以當我們把這兩門技術(shù)綜合的應用實踐中,一定能夠提高工作效率,發(fā)揮科技進步的最大優(yōu)越性。
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