摘  要： 在高壓輸電線下進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)錄入，不可避免受電磁場(chǎng)等因素的影響，一是導(dǎo)致偽距測(cè)量中的誤差增大，使定位精度降低；二是干擾GPS信號(hào)，影響接收機(jī)的捕獲和跟蹤，造成GPS信號(hào)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(guò)GPS相位平滑偽距方法提高相對(duì)偽距觀測(cè)值精度，通過(guò)設(shè)計(jì)軌跡坐標(biāo)監(jiān)測(cè)程序?qū)PS信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)情況進(jìn)行定時(shí)檢測(cè)，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(duì)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(yùn)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(lái),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(cè)圖、定位、定線等多種工作。可以極大地縮短巡檢時(shí)間，加快恢復(fù)供電，對(duì)電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jì)、有效地控制電網(wǎng)運(yùn)行，必須逐步提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平。電力線路的巡檢是配電網(wǎng)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了基本的信息化，但原有模式難以滿足日益增長(zhǎng)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(shí)，采用先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)于配電系統(tǒng)的建設(shè)非常重要。
    對(duì)國(guó)內(nèi)電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，這些方式成本高，實(shí)施困難，且不易推廣，同時(shí)也難以解決巡視工作中人為因素的影響。國(guó)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(tái)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(gè)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(duì)高壓輸電線路進(jìn)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(shí)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(guò)輸入用戶名及密碼進(jìn)入輸電巡檢系統(tǒng)；(2)任務(wù)下載,PDA通過(guò)通用分組無(wú)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(tái)服務(wù)器，進(jìn)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(guò)GPS定位，在地圖中會(huì)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(kù)中，并拍攝現(xiàn)場(chǎng)照片；(3)人員定位,巡檢人員在巡檢過(guò)程中，通過(guò)GPS定位技術(shù)實(shí)時(shí)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(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)GPS定位技術(shù)，將人員巡檢軌跡自動(dòng)保存，并在后臺(tái)服務(wù)器中顯示，對(duì)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(shí)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(duì)巡檢信息中的錯(cuò)誤信息進(jìn)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(guò)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(jìn)行巡檢時(shí)，巡檢人員將數(shù)據(jù)庫(kù)中待巡線路的任務(wù)信息下載到掌上電腦中。巡檢時(shí)掌上電腦將當(dāng)前位置信息與基準(zhǔn)定位信息進(jìn)行比較，確定是否到達(dá)指定巡檢點(diǎn),并將巡檢人員位置在PDA屏幕中顯示，系統(tǒng)會(huì)將人員巡檢軌跡的GPS信息自動(dòng)存儲(chǔ)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(jī)能在短期內(nèi)得到合理精度的定位[2]?？梢岳幂d波相位的變化來(lái)平滑偽距，從而提高偽距觀測(cè)定位精度，這樣利于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS導(dǎo)航定位。相位平滑偽距觀測(cè)值的精度大約為30~60 cm，并且低高度角的衛(wèi)星觀測(cè)殘差變化抖動(dòng)較大，精度也更低，而高度角較大的衛(wèi)星觀測(cè)值殘差較小，變化也更為平緩[3]。

    在軌跡坐標(biāo)監(jiān)測(cè)程序中,設(shè)置兩個(gè)時(shí)間變量t1、t2及經(jīng)度變量clon和緯度變量clat。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)。系統(tǒng)時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)開始工作，同時(shí)將時(shí)間賦值給t1、t2開始計(jì)時(shí)。軌跡坐標(biāo)為每20 s記錄一次，考慮到巡檢人員可能會(huì)在桿塔附近錄入缺陷信息，所以設(shè)定每60 s監(jiān)測(cè)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(shí)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(jì)時(shí)；若t1不等于20 s，則繼續(xù)計(jì)時(shí)。判斷t2是否等于60 s，若t2=60 s，則判斷此時(shí)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(bào)錯(cuò)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(jì)時(shí)。若t2不等于60 s,則繼續(xù)計(jì)時(shí)。通過(guò)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(shí)現(xiàn)了時(shí)間和空間的數(shù)據(jù)采集，對(duì)電力系統(tǒng)掌握線路的運(yùn)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(jìn)行電力巡檢的過(guò)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(diǎn)通過(guò)平滑雙頻相位平滑偽距法提高GPS精度，利用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS信息數(shù)據(jù)的定時(shí)檢測(cè)，可以有效避免軌跡數(shù)據(jù)的大量丟包情況，對(duì)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(jìn)行，提高電力智能巡檢的質(zhì)量，對(duì)電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有非常重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 季宏亮. 基于PDA的電力標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)信息管理系統(tǒng)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.
[2] KROES R, MONTENBRUCK O, BERTIGER W, et al.Precise GRACE base line determination using GPS[J]. GPS Solution,2005(9):21-31.
[3] 葉世榮.GPS非差相位精密單點(diǎn)定位理論與實(shí)現(xiàn)[D]. 武漢：武漢大學(xué)，2002.
[4] 陽(yáng)仁貴.GPS高精度快速靜態(tài)定位模糊度解算理論與方法研究[D].北京：中國(guó)科學(xué)院，2005.
[5] 薛大龍，陳世帝，王韻.WindowsCE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.