基于免棱镜全站仪的架空电力线路交叉跨越高度测量

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基于免棱镜全站仪的架空电力线路交叉跨越高度测量

重庆乌江电力有限公司, 王有明

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0 引言

架空电力线路交叉跨越高度是电力线路安全运行的重要指标，为满足人们的生活需求，各类架空管线不断增加。因此，架空电力线路交叉跨越带来的问题日益显著。目前，测量架空线路的主要方法主要呈现两大特点：

1.人为寻找交叉跨越点，测量精度难以保证，其人力投入较大，测量时间较长。

2.软件分析处理（如红外扫描建模），测量精度较高，其物力投入成本较高，且多为无人机飞行拍摄，受空域管控等限制。

因此，作者从前者着手，应用本文所述方法解决交叉跨越点寻找的难点。

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1 测量方法

1.1 测量原理

如图，架空管线多呈现为悬链线，其平面铅垂与地面，故交叉跨越的两条管线在同一水平面上可近似认为是两条相交的线段A'B'和C'D'。本方法通过以全站仪为原点O建立假想坐标，分别快速得到两条线段上不同的2点（共4点，分别为A、B、C、D）的水平距离及水平转角；通过测出的数据计算出4点在假想水平面上的坐标，即A'、B'、C'、D'，并算出两线段交点K的坐标；将交点K的坐标代入假想坐标系算出到跨越点的水平距离及水平转角（同时，可根据算出的全站仪O到跨越点K的水平距离与实测全站仪到跨越点 K₁ 和 K₂ 的水平距离进行比较，从而检验测量及计算是否正确），将全站仪水平转至算出的水平转角后锁定水平转盘，即对准K点方向，调整竖直转盘，分别得到两条线路的天顶距 b₁、b₂ ，再次代入公式计算，即可算出其交叉跨越高度h。 

▲图 示意图

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1.2 测量程序

本方法采用Excel表格建立测量程序，该Excel表格易于复制，可用于计算机中及大部分移动端。

1.2.1 测量基础数据

选择合适位置，架设免棱镜全站仪，测出待测跨越高度的两条线路（分别为1线路、2线路）上不同两点的水平距离及水平转角，即l_α、l_b、l_c、l_d ；R_α、R_b、R_c、R_d 。

1.2.2 计算假想坐标

利用公式（1）计算得到四个投影点的坐标A'( x_α，y_α)、B'( x_b，y_b)、C'( x_c，y_c)、D'( x_d，y_d) 。

 x_α =l_α×cosR_α ，y_α =l_α×sinR_α   （1）

式中：

x_α  ---- 为 α 点在假想坐标系中的 x  坐标；

y_α   ----  为 α 点在假想坐标系中的坐标；

l_α   ----  为a点到全站仪的水平距离；

_Rα  ----  为a点所对应的水平转角。

1.2.3 计算交点坐标

利用公式（2）计算交点的坐标

  （2）

1.2.4 计算交点的水平转角及水平距离

式中：

x_k，y_k  ----  分别为交叉跨越投影点的坐标。

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2 测量结果

因本测量重点是找准交叉跨越点，故通过判断计算出的交叉跨越点水平距离与实测分别到两条管线的交叉跨越点水平距离进行比较，即可验证测量是否准确。

2.1 程序计算结果

2.2 实际测量结果

程序中蓝色字体为通过全站仪测量所得，通过调整全站仪水平方向至程序计算所得水平转角19°07′28'后，锁定水平转盘。调整竖直转盘，分别测出全站仪到35kV清长线水平距离23.373m，全站仪到10kV清三线中相线水平距离23.374m，与程序计算结果23.3737m基本一致。保证水平转角不变，通过全站仪测悬高功能测出跨越高度2.025米。

3 结论

1）通过对目前主要的交叉跨越测量方法进行比较，该方法在精度上满足测量要求。同时，从时间、设备投入、人力投入等方面，具有较大优势，且易推广。

2）本方法虽有以上诸多优势，但也存在一定的局限性，主要表现在以下两个方面：1.受全站仪测量范围（如距离、仰角不够等）限制；2.受部分场地限制造成全站仪无法正常通视交叉跨越点。

参 考 文 献

[1] fu_shuwu.根据四个点坐标求两个直线的交叉点坐标[M/OL].https://blog.csdn.net/fu_shuwu/article/details/78376803, 2017-10-28

作者简介：

王有明(1991—)，男，本科，从事高压输电线路设计工作（E-mail：[e-mail]）。

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