无人机航测技术在输电线路上的研究与应用

无人机航测技术在输电线路上的研究与应用

中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司福建福州350003

摘要:对无人机航测技术在输电线路测量中的应用优势进行了总结,对无人机航测技术在输电线路上的应用进行了分析,需要做好空勘测摄影、外控和调绘、内业处理、优选线路和精度分析,从而更好的发挥无人机航测技术在输电线路上的应用优势和效果。

关键词:无人机航测技术;输电线路;优势;应用

1无人机航测技术在输电线路测量中的应用优势

最开始无人机技术,因其具有操作安全性,灵活性的优点,广泛应用在军事领域中。而后,在无人机技术的不断发展过程中,科学技术工作者不断的发掘和尝试,其在各个领域中应用的可能性,使无人机技术渗透入各行各业中。近些年,输电线路测量研发者,将无人机技术与输电线路测量工作相结合,使输电线路测量工作得到了巨大的提升。首先,输电线路测量工作是具有一定危险性的,偶有发生事故。而无人机技术因其安全性,可以更好的提升输电线路测量工作的整体效益。其次,输电线路测量工作,它需要测量工作人员对于测量区域进行广泛的丈量和发掘,然而,在过去的经验而言,即使投入大量的人力物力,依然很难得到真实有效的输电线路数据。而无人机航测技术的应用,可以极大程度上的提高测量效率。

再次,无人机航测技术,具有智能性、自动化,它可以有效的确保测量工作的有效性和准确性,并且,根据实时数据的更新,可以让输电线路测量工作人员,可以更好的对于测量工作进行设计和处理。另外,无人机航测技术,在输电线路测量的过程中,也是具有指导性意义的。测量工作者可以根据测量过程中的实时数据,进行相关的处理和完善。无人机航测技术,在输电线路测量工作中的广泛应用,不仅仅,实现了我国可持续发展的目标,更加提升了输电线路测量工作的绿色环保性,对于资源的节约,是具有重大促进作用的。

2无人机航测技术在输电线路上的应用

2.1航空勘测摄影

在实际的运用中,无人机航拍单航带的覆盖带宽在很大程度上决定着勘测的精准度。其飞行高度越低、带宽越小,则得到的影像精度越好。而出于勘测的需要,为保证输电线路选线的需求,就需要对带宽进行增加。在实际操作中,我们主要通过拍摄多条航线,得到勘测区域的区域网,进而达到增加带宽的目的。但此方法会增加内外业工作量,使得数据处理更加的复杂,导致建设工期延长。因此,在满足勘测条件的情况下,为保证综合效率,应当以单航线拍摄为主,双航线以及多航线为辅。在设计上,无人机所安装的数码相机多为非测量型相机,与常规勘测用相机相比,其镜头畸变差更大。为保证其在勘测中的准确性,需要建立专业的检测校正机构对该类相机进行多方面检测,得到畸变改正参数。

2.2外控和调绘

结合无人机像幅小、重叠面积大等特点,本次工程作业中工完成了16条航带的像控点测量和终勘定位所需的基准点测量,控制点数量过百。外业采用的是GPS快速静态作业模式,采用边连式网型。在起算点设置了6个可靠性较高的GPSC级点。之后结合1954年北京坐标系和1985年国家高程基准完成全部航线路径的调绘。无人机航测获得的影像数据分辨率很高,极大的降低了误差出现的几率,大幅度提高了后期成图的精确性。

2.3内业处理

本次工程内业处理采用的是我国武汉大学研发的低空小数码数据处理软件和PixelGrid无人机空中加密系统,具体作业流程为:建立工程坐标系、空中加密、数字高程模型生成、外业调绘资料录入、正摄影像图制作。

2.4优选线路

无人机航测优化的主要目的是通过线路长度缩减、障碍物避让等手段实现工程成本投入降低的同时,提升输电线路运行的安全性和稳定性。因此,各专业设计人员应该采用立体浏览的方式,通过立体像块对快速漫游甚至无间隙漫游的方式判断线路是否符合电力输电线路工程建设的要求,在此基础上进行线路优选。通过优化选线平台,设计人员可以对线路周边的地形地貌以及物体进行观察,对于可能会对架空送电线路造成影响的地物和陡峭地貌,要通过专门的软件测量其坡度,判断是否具备立塔条件。之后通过计算机软件对整体线路进行优化排位和投资估算,综合各方面因素选择最佳线路。立体浏览的优势就在于设计人员可对立体影像进行放大、缩小等操作,可以避免因目标模糊和视野受阻导致的失误。

2.5精度分析

线路平断面的精度和内业测图、外业高程拟合以及关键点校测三者之间存在紧密的联系。因此为了避免数据误差,某输电线路工程共设置了两百多个断面点进行高程误差数据分析,分三次获得高程差值,其中第一次为未经过拟合得高程差值,第二次和第三次分别为经过转角、塔位桩参与高程拟合的高程差值以及实测断面点参与拟合后的高程差值。之后通过一定程序的分析可知,采用无人机航测技术选取的高程实测点经过拟合后的线路平断面图能够满足线路勘测设计的要求。

通过将途径正摄影像图和实地情况进行对比发现,相较于传统的航测技术,无人机航测技术在地面植被较少或是地面裸露的地区,断面点高程精确度更高,充分满足了电力行业航测规程的要求。但是在地面植被较为浓郁的地区误差较大,容易出现较大误差。因此,对此此类地区,必须要在无人机航测完成后进行野外校测和补测,并进行拟合处理,如此才能保障航测平断面图的质量。在工程实践中,通过对测图数据的分析可知,当分辨率处于0.2~0.25m范围内时,基本上可以保障平断面测图的精度。因此,在一些山地输电线路工程设计中,可以适当的降低分辨率,扩大数码相机的单航覆盖范围。由此可见,将无人机航测技术应用于输电线路工程中完全可以达到要求。

3总结

无人机航测技术在具备传统检测技术各方面优点的同时,弥补了以往技术在线路测量中的不足。但需要注意的是,该检测技术尚处于发展阶段,在实际运用中难免会存在一些问题,还需要在后续工作中不断进行完善,使得无人机航测技术更好的服务于我国电力行业。

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