CN102645663A - 一种基于坐标转换的输电线路杆塔坐标快速定位方法 - Google Patents

Abstract

一种基于坐标转换的输电线路杆塔坐标快速定位的方法，该方法首先获取包括两基杆塔WGS经纬度坐标、线路使用档距和转角度数等输电线路杆塔相关参数，然后将WGS坐标转换为需要坐标体系的平面坐标，根据线路杆塔的使用档距和杆塔的转角度数，确定其余杆塔的平面坐标，最后将线路杆塔的平面坐标转换为雷电定位系统需要的WGS经纬度坐标。该方法对一条线路仅需要现场测量两基杆塔的坐标，结合线路资料就可以快速的确实其他杆塔的坐标，大大减少了现场测量的工作量，提高了工作效率，且坐标完全满足雷电定位系统坐标精度的要求。

Description

一种基于坐标转换的输电线路杆塔坐标快速定位方法

技术领域

本发明涉及一种输电线路杆塔快速定位方法，特别是涉及一种雷电定位系统用的输电线路杆塔坐标快速定位方法，适用于雷电定位系统新建线路坐标的快速定位，属于电力系统雷电防护技术领域。

背景技术

雷电定位系统在电力系统中得到了广泛的应用，输电线路杆塔坐标是雷电定位系统进行雷击故障查找以及线路雷电参数统计的基础。由于雷电定位系统建成时很多的输电线路已经投入运行，此时，输电线路杆塔坐标一般由运行人员采用手持GPS机进行坐标测量，从而得到符合雷电定位系统格式要求的GPS坐标值，但是输电线路不仅距离很长，而且输电走廊经过山坡，跨越山谷，地形复杂，交通不便，测量杆塔坐标不仅需要花费大量的人力、物力，而且完成一条线路坐标的测量需要大量的时间。如果运行单位手持GPS设备有限或者在新建线路时没有提前开展相关的测量工作，将影响到输电线路雷击故障查询与定位，对运行造成很大的被动，因此有必要寻找一种有效的技术手段和方法来快速得到输电线路的杆塔坐标。

发明内容

本发明主要是为减少测量线路杆塔坐标的工作量和时间，为雷电定位系统提供一种快速获取坐标的方法。该方法仅需要测量两基杆塔的坐标，根据线路的参数就可以得到全线的杆塔坐标，大大减少了现场测量杆塔坐标的工作量，节约了时间，为运行提供方便。

本发明实质是测量两基相邻杆塔的雷电定位系统格式GPS坐标，然后将这两基杆塔的坐标转换为平面坐标系，根据线路的使用档距和转角情况，在平面坐标系中得到线路其余杆塔的坐标，最后将得到的线路杆塔平面坐标转换为雷电定位系统需要的GPS格式坐标。该方法对一条输电线路仅需要测量两基坐标，就可以快速的得到全线的坐标，减少了运行人员的工作量，提高了工作效率，保证了新建线路在雷雨季节来临时的故障查询。同时该坐标定位方法具有较高的准确性，完全满足雷电定位系统运行的精度。

本发明根据上述技术原理，其解决技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

第一步，获取输电线路杆塔参数，包括两基相邻杆塔的WGS经度和纬度坐标、线路杆塔使用档距、线路杆塔转角度数；

第二步，将第一步中的杆塔WGS坐标转换为所需坐标体系的平面坐标；

第三步，根据线路杆塔的使用档距和线路杆塔转角度数，确定其余杆塔的平面坐标，确定方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=x_{i-1}+x_{f,i-1}*l_{i-1,i}*\cos ({\mathrm{\β}}_{i-1}-x_{f,i-1}*y_{f,i-1}*f_{i-1}*{\mathrm{\θ}}_{i-1})\\ y_i=y_{i-1}+y_{f,i-1}*l_{i-1,i}*\sin ({\mathrm{\β}}_{i-1}-x_{f,i-1}*y_{f,i-1}*f_{i-1}*{\mathrm{\θ}}_{i-1})\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中：x_i为第i基杆塔的平面横坐标，y_i为第i基杆塔的平面纵坐标，θ_i-1为第i-1基杆塔转角度数，值为0时表示直线塔，f_i-1表示第i-1基杆塔的转角方向，右转为1，左转为-1，直线塔为0，x_f，i-1，y_f，i-1为辅助值，

β为辅助角，

i＝3，4…t，t为线路杆塔总基数；

第四步，将第三步确定的杆塔平面坐标转换为WGS格式坐标。

本发明具有如下积极的技术效果：可以快速的得到整条线路杆塔的雷电定位系统格式坐标，减少了运行人员的工作量，节省了时间，而且坐标的精度完全满足雷电定位系统的需要。

下面结合附图和实施例说进一步本发明。

附图说明

图1为本发明杆塔坐标快速定位方法的工作流程图；

图2为本发明得到的A线的线路杆塔坐标与现场测量坐标的对比图；

图3为本发明得到的B线的线路杆塔坐标与现场测量坐标的对比图；

图4为本发明得到的C线的线路杆塔坐标与现场测量坐标的对比图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案其进行进一步说明：

实施例1

见图1，第一步，获取输电线路杆塔参数。该线路第1基WGS经度为100.85027，纬度为22.0075，第2基杆塔的WGS的经度为100.85886，纬度为22.00331，同时获得了其他杆塔的使用档距和转角情况，线路总共有77基杆塔，将该线路定义为A线。

第二步，将WGS坐标转换为所需坐标体系的平面坐标，该实施例中第1基杆塔的平面坐标x值为2435121，平面坐标y值为381275；第2基杆塔平面坐标x值为2434650，平面坐标y值为382159。

第三步，从第3基杆塔开始，结合第一步中的杆塔的使用档距和转角情况，采用式(1)得到其他75基杆塔的平面坐标体系下的坐标。

第四步，将第三步中得到的75基杆塔平面坐标转换为雷电定位系统需要的WGS格式坐标。

结合线路的日常巡视工作，对整条线路的坐标进行了测量，测量坐标与采用本发明得到的经度和纬度坐标的误差最大值不超过6秒，其中经度的误差范围在-0.59秒到2.64秒之间，纬度的误差在-0.79秒到5.45秒之间，这其中还包括测量本身的误差。将测量数据采用第二步中的方法，转换为平面坐标，与本实施例中的对比效果见图2，在图中能看出有几基塔的坐标有微小的差异，经过分析数据发现本实施例中得到的线路坐标的误差在5米到170米之间，其中41基杆塔坐标大于100米，这个误差也包括GPS手持机中的部分误差，以及测量人员没有完全走到杆塔底部带来的误差，实际误差会比这个误差小，完全满足雷电定位系统运行的需要。

实施例2

见图1，第一步，获取输电线路杆塔参数。该线路第1基WGS经度为101.19561944，纬度为21.843227778，第2基杆塔的WGS的经度为101.20027，纬度为21.84111，同时获得了其他杆塔的使用档距和转角情况，线路总共有31基杆塔，将该线路定义为B线。

第二步，将WGS坐标转换为所需坐标体系的平面坐标，该实施例中第1基杆塔的平面坐标x值为2416701，平面坐标y值为416844；第2基杆塔平面坐标x值为2416464，平面坐标y值为417323。

第三步，从第3基杆塔开始，结合第一步中的杆塔的使用档距和转角情况，采用式(1)得到其他29基杆塔的平面坐标体系下的坐标。

第四步，将第三步中得到的29基杆塔平面坐标转换为雷电定位系统需要的WGS格式坐标。

结合线路的日常巡视工作，对整条线路的坐标进行了测量，测量坐标与采用本发明得到的经度和纬度坐标的误差最大值不超过3秒，其中经度的误差范围在-1.91秒到2.18秒之间，纬度的误差在-1.35秒到1.46秒之间，这其中还包括测量本身的误差。

将测量数据采用第二步中的方法，转换为平面坐标，与本实施例中的对比效果见图3，在图中基本看不出差异，坐标几乎重合，经过分析数据发现本实施例中得到的线路坐标的误差在7米到64米之间，这个误差也包括GPS手持机中的部分误差，以及测量人员没有完全走到杆塔底部带来的误差，实际误差会比这个误差小，完全满足雷电定位系统运行的需要。

实施例3

见图1，第一步，获取输电线路杆塔参数。该线路第1基WGS经度为100.91902，纬度为24.90133，第2基杆塔的WGS的经度为100.92550278，纬度为24.907616667，同时获得了其他杆塔的使用档距和转角情况，线路总共有44基杆塔，将该线路定义为C线。

第二步，将WGS坐标转换为所需坐标体系的平面坐标，该实施例中第1基杆塔的平面坐标x值为2756541，平面坐标y值为693906；第2基杆塔平面坐标x值为27572474，平面坐标y值为694552。

第三步，从第3基杆塔开始，结合第一步中的杆塔的使用档距和转角情况，采用式(1)得到其他42基杆塔的平面坐标体系下的坐标。

第四步，将第三步中得到的42基杆塔平面坐标转换为雷电定位系统需要的WGS格式坐标。

结合线路的日常巡视工作，对整条线路的坐标进行了测量，测量坐标与采用本发明得到的经度和纬度坐标的误差最大值不超过6秒，其中经度的误差范围在-5.30秒到5.97秒之间，纬度的误差在0.64秒到4.32秒之间，这其中还包括测量本身的误差。将测量数据采用第二步中的方法，转换为平面坐标，与本实施例中的对比效果见图4，在图中发现有两个区段的坐标略有差异，其余塔的坐标很难看不出差异，经过分析数据发现本实施例中得到的线路坐标的误差在8米到191米之间，这个误差也包括GPS手持机中的部分误差，以及测量人员没有完全走到杆塔底部带来的误差，实际误差会比这个误差小，完全满足雷电定位系统运行的需要。

采用上述方法，加快了坐标的获取过程，可及时的将坐标提供雷电定位系统，为线路的运行提供方面。由三个实施例可以看出，不同的线路的坐标误差情况不同，可能是由于A、B、C三条线路位于不同的区域，测量的环境和测量人员引起的测量误差不同，但总的来说到测量杆塔之间的距离不超过200米，比雷电定位系统设计的精度低，满足雷电定位系统日常运行的要求。同时，本发明第一步中的测量两基杆塔坐标可以不是输电线路最开始的两基杆塔坐标，此时仅需要对线路的转角方向和使用档距与线路测量两基杆塔坐标一致，本发明第三步在确定其他杆塔坐标时，除实施例中的方法外，还可以根据线路的使用档距和转角情况，采用三角形余弦定理进行求解。

Claims (1)

1.一种基于坐标转换的输电线路杆塔坐标快速定位方法，其特征在于，所述快速定位方法包括如下步骤：

第一步，获取输电线路杆塔参数，包括两基相邻杆塔的WGS经度和纬度坐标、线路杆塔使用档距、线路杆塔转角度数；

第二步，将第一步中的杆塔WGS坐标转换为所需坐标体系的平面坐标；

第三步，根据线路杆塔的使用档距和线路杆塔转角度数，确定其余杆塔的平面坐标，确定方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=x_{i-1}+x_{f,i-1}*l_{i-1,i}*\cos ({\mathrm{\β}}_{i-1}-x_{f,i-1}*y_{f,i-1}*f_{i-1}*{\mathrm{\θ}}_{i-1})\\ y_i=y_{i-1}+y_{f,i-1}*l_{i-1,i}*\sin ({\mathrm{\β}}_{i-1}-x_{f,i-1}*y_{f,i-1}*f_{i-1}*{\mathrm{\θ}}_{i-1})\end{array}\right.$

式中：x_i为第i基杆塔的平面横坐标，y_i为第i基杆塔的平面纵坐标，θ_i-1为第i-1基杆塔转角度数，值为0时表示直线塔，f_i-1表示第i-1基杆塔的转角方向，右转为1，左转为-1，直线塔为0，x_f，i-1，y_f，i-1为辅助值， β为辅助角，i＝3，4…t，t为线路杆塔总基数；

第四步，将第三步确定的杆塔平面坐标转换为WGS格式坐标。

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