浅析输电线路杆塔精准定位关键技术研究

浅析输电线路杆塔精准定位关键技术研究

宁咸明明宇桑海彬

(国网山西省电力公司晋城供电公司048000)

摘要：高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分，是电能传输的重要通道。近年来，随着电网建设的快速发展，电网规模日益扩大，输电线路里程及覆盖范围也快速增长。本文研究探索输电线路杆塔精准定位关键技术，进行路线精准定位技术研究，有效辅助检修及抢修工作的开展，进一步提升输电线路运检精益化管理水平和运检质效。

关键字：输电线路；杆塔；精准定位；GPS；应用

1研究必要性

目前大部分输电线路分布在郊区旷野，而且输电线路分布很广，所处的自然环境也比较多样化，可能会跨越多种自然环境，包括湖泊和高山、冰雪覆盖区、高海拔区以及地质灾害多发等区域。而输电线路管理单位开展日常巡视、特训及检修工作特别是在恶劣的天气下，将会使人员花费大部分时间在找寻前往路途中，不便于电力员工的快速抢修。因此，开展输电线路杆塔实施精准定位技术研究很有必要。

2国内外研究水平

卫星导航技术目前已经比较成熟，用户定位设备通常由接收机、定时器、数据预处理机、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号，从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等，同时测出导航参数，再由计算机算出用户的位置坐标和速度矢量分量。用户定位设备分为单人（如手持GPS接收机）、车载、舰载、机载、弹载和星载等多种类型。

目前针对路径导航、可视化路径规划功能的软件较多，也比较成熟，但均是针对城区的道路规划，对于山区的道路导航较少，因此从导航技术而言为项目技术研究具备了一定的开展基础。目前手机APP应用以其易用性和普及性，在定位及导航方面被广泛应用；国网公司GIS平台地图资源及其他相关的地图资源、为项目的山区道路导航充实了基础数据。但针对输电线路特点，尤其是“最后一公里”的关键路径管理方面尚存在继续深入研究的必要。

3相关技术研究

1）路径规划

路径规划是指,在具有障碍物的环境中,按照一定的评价标准,寻找一条从起始状态到目标状态的无碰撞路径.本算法中路径规划采用了基于知识的遗传算法,它包含了自然选择和进化的思想,具有很强鲁棒性。

路径计算：

（1）目的地选择

它必须能与驾驶员希望的路径计算相适应。在许多系统中，用行驶时间或行驶里程数进行优化配置。路径计算应注意到某些作业，如避免高速公路/汽车公路、摆渡连接和收费路段。一旦目的地确定后到达目的地的初次计算必须在半分钟内完成。如果驾驶员脱离推荐的路径，这就需要该系统进行路径的重新计算，仍然很快。要选择替代路径，驾驶员按一下按钮就可绕过拥塞路段向前行驶。

（2）动态路径选择

自动地绕过交通阻塞地段行驶，可利用RDS-TMC编码交通信息的估算来实现。这些信息可以由RDS或GSM来接收。

路径指导

（1）路径的决策

路径指导是通过将车辆现在的位置同计算机计算的路径相比较来实现。从已经过的路段和将要继续行驶的路径进行全面分析后，系统即能决定驾驶员是否必须改变方向，还是继续沿着现在的路前行。

（2）推荐路径和方向

路径和方向的建议、指导是首位并首先以声响提示。这样可使驾驶员按提示运行而不影响其操作。如在主视范围(仪表板)内有可能，则装上简单图形显示，驾驶员更能把握方向。声音和图形指示方向的简明性是路径指导质量的决定性因素。从显示地图中确定行驶方向并非首选，因为它会分散驾驶员的注意力。

（3）动态路径

交通阻塞是借助交通信息码评估自动地绕行避开的。该信息码是在无线电数据系统的交通信息频道(RDS-TMC)中无声地传播的，与收音机节目平行发布。它们已纳入GSM服务中。

2）GPS

利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。

（1）随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。在观测中测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。结束测量时，仅需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。

如果在一个测站上需作长时间的连续观测，还可以通过数据通讯方式，将所采集的数据传送到数据处理中心，实现全自动化的数据采集与处理。另外，接收机体积也越来越小，相应的重量也越来越轻，极大地减轻了测量工作者的劳动强度。

（2）测站间无需通视

GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标费用约占总经费的30%～50%），同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。

（3）提供全球统一的三维地心坐标

GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。GPS水准可满足四等水准测量的精度，另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。

（4）应用广泛

从实践方面而言使用GPS来完成杆塔的精准定位及可视化路线规划，便于人员对于目的地的可行性路线规划。同时为项目的可视化路径规划、自定义路径、记录路径和提示路径等提供精准定位和导航，为项目研究提供技术基础和奠定实践基础。

5总结

本文对输电线路杆塔精准定位关键技术的研究，通过输电设备GIS数据可提供杆塔具体位置坐标，通过GPS定位更加便于工作人员对于道路的具体设定及后期的自定义路线存储和提取。