架空输电线路测量技术发展现状及展望

　　摘要：随着测绘装备技术的日新月异，其在电力建设中起到了积极的作用，尤其是在架空输电线路测量中，从设计到施工再到运维更是发挥着巨大的作用。针对电力测绘技术在架空输电线路测量中的发展历程进行了阐述，对不同环境中运用不同技术进行了总结，并对以后的技术发展和应用进行了展望。 

　　关键词：架空输电线路测量；超高压和特高压；技术应用 

　　中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）24-0124-02 

　　电力在国民经济建设中发挥着重要作用，但它在建设过程中离不开测绘工作，电力行业的发展历程也见证了测绘技术的发展历程。特别是在架空输电线路测量当中，从配电线路到输电线路，从近距离输电到远距离输电，从设计到施工再到运维，从低电压到高电压，再到超高压，到现在的特高压……任何一个环节、任何一个过程都离不开测量工作，测量工作的质量和效率又决定着工程建设的质量与效率，所以测量工作在何时何地都扮演着重要的角色。 

　　一、发展历程 

　　20世纪90年代前，由于当时电力发展还比较缓慢、仪器设备落后，传统的电力设计单位都是以经纬仪、塔尺、花杆和旗语为主，内业也以白图和米格纸为主。90年代后，半站仪和全站仪以精度高、测距远、效率高等特点代替了传统的测量模式，内业也慢慢转变为半数字化模式。21世纪至今，随着电力发展的蓬勃兴起，对测量设备和技术要求也越来越高，对信息化、自动化、数字化和空间概念都提出了新的挑战，所以全球定位系统和航空摄影系统数字化的出现使架空输电线路测量也发生了质的飞跃。到现在为止GPS技术和航空摄影测量技术在工程中是比较常见的测量模式，内业则以全数字化为主，一切都进入了信息化时代。随着科技的进步和发展，3S技术将是未来架空输电线路测量发展的大势所趋。 

　　二、现有技术和应用 

　　传统的测量模式已经退出了历史的舞台，目前的架空输电线路测量技术多以工程测量和航空摄影测量技术为主，3S技术也是以后发展的趋势。 

　　1.工程测量技术 

　　目前工程测量技术多以全站仪和GPS技术为主，初勘和施工图阶段再配以1：5万地形图或Google earth卫星图为辅助手段，是目前比较常见的技术手段。 

　　（1）全站仪在通视条件比较好的地方比较常见，在GPS技术没普及之前大多数单位都以全站仪为主，它作业时一般是将仪器架设于直线桩或转角桩上，先将后视方向度盘置零，然后采用正倒镜分中法定测前视桩位，观测水平角一测回，允许偏差±30"，然后再进行地物、边线、危险点、塔基断面等的测量工作。[1]但测量过程中容易造成误差积累，有时会出现C型或S型的线条，在高山区、林带比较密集或通视条件不好（村庄、厂区、城区）时也非常吃力，尤其是林带，作业时要带好多人力进行砍伐通道，设计路径不合适时要反复进行，有时一个山头的树会全部砍掉，造成极大的人力和物力上的浪费，而且对自然环境也造成极大破坏。 

　　（2）GPS技术无须测站间通视，而且精度高，不存在累计误差，它的出现解决了上述问题，在山区或林区只需砍伐少量的树木甚至不砍伐就能达到同样的效果。条件允许时将两者结合起来可能效果会更好，比如用GPS进行定线和平断面的测量，全站仪进行塔基断面或地形图的测设；或用GPS只定测桩位，中间的平断面数据用全站仪进行贯通和采集，现场根据实际情况将两者灵活结合运用不失为一种好的办法。但对交叉跨越的线高和危险点还必须采用全站仪进行施测，尤其是用免棱镜全站仪则更为方便。这两种方法通常用于电压等级小于220kV以下的高压输电线路测量。对距离小于60km的线路可以直接用GPS采用独立坐标系的方法进行测设，用快速静态的方法进行平面和高程的传递；对大于60km的线路甚至200～300km线路，可以先进行外业控制测量，将整条线路纳入到统一坐标系中，在变形大的区域也可以采用分带投影的方式进行控制测量，在两区结合处再进行联系测量，将整条线路连接起来之后再进行定线和定位测量。此方法的缺点是路径前后衔接性差，方案需要反复进行论证比较，容易造成返工，效率低下，工作量巨大。 

　　2.航空摄影测量技术 

　　电压大于330kV小于750kV的输电线路一般称为超高压，常见的有330kV、500kV、750kV三种；电压大于800kV的输电线路一般称为特高压，常见的有800kV和1000kV，目前国内电压最高的为1000kV。按国家电网公司要求，对超高压和特高压输电线路统一采用航空摄影测量技术进行。 

　　数字摄影测量技术是先用飞机和照相机沿线路的大致走向进行航拍取得摄影相片，一般为单航带，再按相关规范进行外业控制测量、像控点测量和外业调绘，取得少数特征点的高精度的坐标和高程，内业利用数字摄影测量系统通过计算机技术进行内定向、相对定向、绝对定向、影像相关和特性匹配、建立数字高程模型并生成等高线图、正射影像图、景观图等。它具有摄影精度高、测量速度快、适应性好、数据利用率高等优点，能精确测得三维坐标，快速生成三维数字模型。[2]设计阶段可以利用生成好的正射影像图或立体模型进行室内选线，对地形地貌地物容易判读，整体衔接性好，对线路路径受控的地方和有地质灾害的地方能够一目了然地反映在屏幕上再进行避让，使设计人员能够整体规划，局部调整，细节优化，对有疑问的地方再进行实地考察验证，经综合分析比较得到一条真实可靠的线路方案，这样可以大大减少外业的工作量。然后再加载相应的电力测量模块生成粗略的线路平断面图，进行预排杆位，在设计人员确定最终方案后再进行手工细切断面，外业结合工测方法进行一次终勘定位，检测断面、边线、危险点等细节，最后再进行数据综合处理得到高精度的线路平断面图和塔基图，此方法代替了传统的室外选线，大大节省了人力和时间，起到了事半功倍的效果。此方法已在大量工程中得以应用，而且技术成熟、精度高、效率高；缺点是前后工期长，飞行带宽小，飞机易受外界影响因素较多，飞行成本高。[3]