摘  要： 在高壓輸電線下進行GPS數(shù)據(jù)錄入，不可避免受電磁場等因素的影響，一是導(dǎo)致偽距測量中的誤差增大，使定位精度降低；二是干擾GPS信號，影響接收機的捕獲和跟蹤，造成GPS信號接收失敗、精度降低、軌跡數(shù)據(jù)的丟包、人員巡檢的監(jiān)督功能失效。為此，通過GPS相位平滑偽距方法提高相對偽距觀測值精度，通過設(shè)計軌跡坐標(biāo)監(jiān)測程序?qū)PS信息數(shù)據(jù)的存儲情況進行定時檢測，有效避免軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)的大量丟包，保證人員的巡檢軌跡完整，對巡檢人員工作起到良好的監(jiān)督作用，保證高壓輸電線路智能巡檢系統(tǒng)的正常運行。
關(guān)鍵詞： 全球定位系統(tǒng)； 軌跡記錄； 相位平滑偽距

    近年來,GPS技術(shù)在高壓輸電線路智能巡檢中得到廣泛應(yīng)用，可完成測圖、定位、定線等多種工作?？梢詷O大地縮短巡檢時間，加快恢復(fù)供電，對電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟運行具有非常重要的意義。隨著電網(wǎng)改造的逐步深入，電力配電網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，要科學(xué)、經(jīng)濟、有效地控制電網(wǎng)運行，必須逐步提高配電網(wǎng)自動化水平。電力線路的巡檢是配電網(wǎng)自動化的重要內(nèi)容之一。就目前電力行業(yè)的巡檢系統(tǒng)而言，雖然都已實現(xiàn)了基本的信息化，但原有模式難以滿足日益增長的事務(wù)處理、信息共享、工作協(xié)同和決策支持等方面的要求。為保證電力企業(yè)管理和業(yè)務(wù)決策更加迅速及時，采用先進的移動通信技術(shù)對于配電系統(tǒng)的建設(shè)非常重要。
    對國內(nèi)電力企業(yè)來說，這些方式成本高，實施困難，且不易推廣，同時也難以解決巡視工作中人為因素的影響。國內(nèi)的電力行業(yè)在傳統(tǒng)的人工巡檢方式基礎(chǔ)上，開始采用一些新的方式。
1 電力巡檢系統(tǒng)
　    電力巡檢系統(tǒng)一般分為3大子系統(tǒng)：后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和巡檢終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。輸電線路智能巡檢系統(tǒng)嵌入在個人數(shù)據(jù)助理PDA[1] (Personal Digital Assistant,又稱掌上電腦）上，巡檢人員使用PDA對高壓輸電線路進行巡檢工作?？傮w功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中，最主要部分是PDA中的輸電線路只能巡檢嵌入式系統(tǒng)，巡檢人員使用該巡檢系統(tǒng)完成輸電線路巡檢工作。該嵌入式系統(tǒng)用于實現(xiàn)任務(wù)管理、巡檢記錄和數(shù)據(jù)管理3大功能。

    任務(wù)管理包括：(1)人員確定,巡檢人員通過輸入用戶名及密碼進入輸電巡檢系統(tǒng)；(2)任務(wù)下載,PDA通過通用分組無線服務(wù)GPRS(General Packet Radio Service)或者通用串行總線USB(Universal Serial BUS)連接到后臺服務(wù)器，進行任務(wù)信息下載；(3)任務(wù)定位,根據(jù)下載的任務(wù)信息確定巡檢路線，并在PDA地圖中高亮顯示巡檢線路。
    巡檢記錄包括：(1)GPS巡檢導(dǎo)航,通過GPS定位，在地圖中會顯示當(dāng)前所在位置，用戶可根據(jù)地圖導(dǎo)航巡檢路線；(2)缺陷信息錄入,巡檢人員將有缺陷的桿塔信息根據(jù)系統(tǒng)給定標(biāo)準(zhǔn)錄入到PDA數(shù)據(jù)庫中，并拍攝現(xiàn)場照片；(3)人員定位,巡檢人員在巡檢過程中，通過GPS定位技術(shù)實時顯示人員當(dāng)前所在的位置； (4)軌跡記錄,在巡檢人員巡檢過程中，系統(tǒng)通過GPS定位技術(shù)，將人員巡檢軌跡自動保存，并在后臺服務(wù)器中顯示，對人員巡檢工作起到監(jiān)督作用。
　    數(shù)據(jù)管理包括：(1)數(shù)據(jù)查看,巡檢人員可隨時查看已經(jīng)巡檢的缺陷信息；(2)數(shù)據(jù)編輯,巡檢人員可以對巡檢信息中的錯誤信息進行刪除或修改操作； (3)數(shù)據(jù)上傳,巡檢任務(wù)完成后,巡檢人員通過GPRS或者USB連接服務(wù)器將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。功能框圖如圖2所示。

2 GPS偽距精度提高
　　在進行巡檢時，巡檢人員將數(shù)據(jù)庫中待巡線路的任務(wù)信息下載到掌上電腦中。巡檢時掌上電腦將當(dāng)前位置信息與基準(zhǔn)定位信息進行比較，確定是否到達指定巡檢點,并將巡檢人員位置在PDA屏幕中顯示，系統(tǒng)會將人員巡檢軌跡的GPS信息自動存儲在SD卡(Secure Digital Memory Card)中。GPS的定位準(zhǔn)確與否將直接影響到巡檢的開展和完成。為了提高巡檢效率，要求GPS接收機能在短期內(nèi)得到合理精度的定位[2]。可以利用載波相位的變化來平滑偽距，從而提高偽距觀測定位精度，這樣利于實時動態(tài)GPS導(dǎo)航定位。相位平滑偽距觀測值的精度大約為30~60 cm，并且低高度角的衛(wèi)星觀測殘差變化抖動較大，精度也更低，而高度角較大的衛(wèi)星觀測值殘差較小，變化也更為平緩[3]。

    在軌跡坐標(biāo)監(jiān)測程序中,設(shè)置兩個時間變量t1、t2及經(jīng)度變量clon和緯度變量clat。在系統(tǒng)運行時。系統(tǒng)時鐘會自動開始工作，同時將時間賦值給t1、t2開始計時。軌跡坐標(biāo)為每20 s記錄一次，考慮到巡檢人員可能會在桿塔附近錄入缺陷信息，所以設(shè)定每60 s監(jiān)測一次。具體流程為：判斷t1是否等于20 s，若t1=20 s，則錄入此時的經(jīng)緯度坐標(biāo)，并將經(jīng)緯度坐標(biāo)值賦值給經(jīng)度變量clon和緯度變量clat，t1清0，重新計時；若t1不等于20 s，則繼續(xù)計時。判斷t2是否等于60 s，若t2=60 s，則判斷此時記錄的經(jīng)緯度坐標(biāo)是否與上一次賦值給clon、clat的值一樣。若與上一次賦值給clon、clat的值一樣，則此次坐標(biāo)采集失敗，系統(tǒng)將報錯給巡檢人員“軌跡坐標(biāo)錄入失敗”，巡檢人員可原地等待系統(tǒng)再次錄入坐標(biāo)信息；若不一樣，則坐標(biāo)采集成功，t2清0，重新計時。若t2不等于60 s,則繼續(xù)計時。通過此功能，可以有效避免軌跡坐標(biāo)的錄入的大量丟包現(xiàn)象，確保人員巡檢軌跡的完整。
    GPS 定位技術(shù)實現(xiàn)了時間和空間的數(shù)據(jù)采集，對電力系統(tǒng)掌握線路的運行狀況及周圍環(huán)境的變化、發(fā)現(xiàn)設(shè)施缺陷和危及線路安全的隱患起到了非常積極的作用，保證了線路的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定。在使用PDA的輸電線路智能巡檢系統(tǒng)進行電力巡檢的過程中，出現(xiàn)頻繁的軌跡丟包、軌跡不全等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了輸電線路巡檢的質(zhì)量。本文重點通過平滑雙頻相位平滑偽距法提高GPS精度，利用軟件設(shè)計實現(xiàn)對GPS信息數(shù)據(jù)的定時檢測，可以有效避免軌跡數(shù)據(jù)的大量丟包情況，對人員巡檢工作起到良好的監(jiān)督和輔助作用，保證高壓線路智能巡檢工作的順利進行，提高電力智能巡檢的質(zhì)量，對電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟運行具有非常重要的意義。
參考文獻
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