便携式激光测距望远镜在架空电力线路测距中的应用研究「远距离激光测距望远镜」

今天带来便携式激光测距望远镜在架空电力线路测距中的应用研究「远距离激光测距望远镜」，关于便携式激光测距望远镜在架空电力线路测距中的应用研究「远距离激光测距望远镜」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

架空电力线路维护单位开始装备内置角度传感器的便携式激光测距仪后，操作人员逐步将其功能从简单的水平距离测量扩展到了交叉跨越距离、垂直距离和净空距离的测量。笔者从事该项工作多年，在实践中总结出一些经验，特简述于下，供相关人员参考。

1 激光测距仪简介

以某电力公司使用的某型号测距仪做介绍，内置垂直角度传感器。形式为右手竖握，目镜侧配备旋出式防眩目护套和对焦环，物镜下方为激光单元和电池仓，右手食指可操作仪器顶端的发射键即电源开启键（无电源关闭键，30 s 无操作自动关闭）。左手可操作仪器侧面的上下功能键键，用于模式转换。

发射键按下后，目镜内出现十字标线，右上角为测量数据显示区。十字标线对准目标，持续按下发射键，直至测量数据显示区出现读数。下方为模式显示区，说明读数性质，共有以下5种模式：

SD：测站与目标之间的直线距离，即视距； HD：测站与目标之间的水平距离，即平距； VD：测站与目标之间的垂直距离，即垂距；

AZ: 即方位角测量；

HT：垂直测高模式，此模式下 HD 和 INC 先后闪动。

2 垂直测高模式工作原理

其工作原理与经纬仪测高原理相同。HT 模式下，HD 闪动时，仪器要求获得目标与测站之间的水平距离；INC 闪动时，测量数据显示区先后显示 Ang＿1 和 Ang＿2 字样，仪器要求先后获得目标上点和下点的倾角，测量结果即为上点和下点之间的垂直距离，前提是上点和下点与测站水平距离相等。

操作手按下发射键即可向仪器提供上述 3 个数据，仪器内置的运算单元使用“正切相减”算法在 1 s～2 s 内生成垂直测高结果，在数据显示区显示。

3 交叉跨越测量实务举例

目标为 220 kV 线路右边线下子导线跨越 110 kV 右侧架空地线。

操作流程如下：

（1） 操作手肉眼观察 220kV 导线和 110kV 架空地线走向，将自己定位于交叉跨越点正下方，作为第一测站。这是因为交叉跨

越测量的基本前提之一是找到交叉跨越点。

（2） 使用HD模式测定第一测站与220kV线路两侧杆塔之间的水平距离，择其中较近者记录，首选观测目标为 220kV 杆塔右边线横担侧挂点，备选观测目标为220kV 杆塔右边线横担根部节点板。这是因为交叉跨越点与跨越线路较近一基杆塔的水平距离（以下简称L），用于交叉跨越距离的温度换算。如：气温 10℃时现场测得交叉跨越距离 5m，该处线路设计气象条件中的最高气温是 40℃，按照规程应将实测值折算为最大计算弧垂，也就是气温 40

℃条件下的交叉跨越距离。L是折算参数之一，需现场测定。

将 220 kV 杆塔右边线横担侧挂点作为首选观测目标的原因是：本例中的跨越线路是右边线，应选择与其对应的右边线挂点作为测定L的目标；将目标定于横担侧挂点的原因是：此处在激光测距仪目镜中的等效面积较大，易于对准目标，有利于提高测量精度；如果由于现场条件所限无法瞄准首选目标时，可瞄准备选目标，此目标同样易于对准，但略偏离了L的理论轴线，导致测量精度稍有降低。

（3） 在第一测站地面设一临时标志物，如砖块、石块等。操作手在交叉跨越角平分线方向上选择第二测站，第二测站与第一测站间距一般取 20m～50m，以能够方便地看到第一测站临时标志物、 220 kV 导线、110 kV 架空地线为准。这是因为在交叉跨越角平分线方向上观测也是交叉跨越测量的基本前提之一。作为临时标志物的砖块、石块应具备以下特点：可以被在第二测站的操作手看到并从周围的景物中轻易分辨出来，如：散乱砖块中的唯一直立砖

块、红色石块中的唯一白色石块；临时标志物可以在第一测站长期放置而不产生安全隐患，否则操作手必须在测量后返回第一测站清除临时标志物，如：将石块放置在公路边缘作为临时标志物，则必须在测量后将石块清出路面。第二测站与第一测站间距取值决定于 220 kV 电力线的高度，越高则间距越大，否则操作手观察上点时的仰角过大，不利于保持仪器垂直移动，容易造成较大误差。

（4）使用HT 模式在第二测站观测交叉跨越距离。其中 HD闪动时，观测目标为第一测站临时标志物，INC 闪动时，观测目标分别为 220 kV 导线和 110 kV 架空地线，两个角度的观测顺序没有先后要求。观测过程中应尽可能地保持仪器垂直移动，并防止目镜内混线。这是因为仪器不垂直移动，会导致上点和下点偏离交叉跨越点，将出现较大误差。“混线”是指测定上点和下点倾角时对准了错误的目标。在线路密集地区和城区、林区，由于仪器目镜视野内背景特征不明显或线路众多，容易发生“混线”。防止 “混线”的办法是在仪器观测前先进行肉眼辨别，确定目标的大致倾角，观察目标的背景特征，如：目标的大致倾角为 45°，背景特征是路边楼顶的右侧边缘。

4 垂直距离测量实务举例

目标为 220 kV 线路右边线下子导线跨越公路。

操作流程如下（与交叉跨越测量原理相同）：

（1） 操作手肉眼观察 220 kV 导线和公路走向，将自己定位于交叉跨越点正下方，作为第一测站。

（2） 使用 HD 模式测量第一测站与 220 kV 线路两侧杆塔之间的水平距离，择其中较近者记录。首选观测目标为 220 kV 杆塔右边线横担侧挂点，备选观测目标为 220 kV 杆塔右边线横担根部节点板。

（3） 在第一测站地面设一临时标志物，如砖块、石块等。操作手在交叉跨越角平分线方向上选择第二测站，第二测站与第一测站间距一般取 20 m～50 m，以能够方便地看到第一测站临时标

志物、220 kV 导线为准。

（4） 使用 HT 模式在第二测站观测交叉跨越距离。其中 HD 闪动时，观测目标为第一测站临时标志物，INC 闪动时，观测目标分别为 220 kV 导线和第一测站临时标志物，两个角度的观测顺序没有先后要求。观测过程中应尽可能地保持机器垂直移动，并防止目镜内混线。

5 净空距离测量简介

内置水平和垂直两套角度传感器的便携式激光测距仪可以完成架空电力导线对周围物体净空距离的测量。其水平角度传感器以地磁方向基准，与垂直角度传感器和激光测距单元共同构成了完整的空间极坐标测定系统，可以通过外置计算单元实现仪器可见的任意两点间净空距离测定。从实际应用情况看，净空距离测定一般采用以下方式实现：

可为激光测距仪配置单脚架和棱镜，以提高测站稳定性和激光测距精度，弥补纯手工操作无法保证测站稳定和目标漫反射导致测距精度降低的不足。

以 PDA（掌上电脑）和配套软件作为外置计算单元，以蓝牙方式实现激光测距仪和 PDA 之间的数据传递。

净空距离测定点的选择一般采用两种办法对照、结合的方式，首先肉眼观察选取净空距离最近点，然后仪器在肉眼选取的最近点及其附近测定若干个数值，选择其中最小的一个作为测定结果。

6 结语

交叉跨越和垂直距离的测定曾与经纬仪和测绳测量结果进行现场校核并已广泛应用于现场，净空距离测量尚在试用阶段，误差均未超过 1 m。内置水平和垂直两套角度传感器的便携式激光测距仪还具备“不到位测定坐标”功能，即通过 GPS 定位装置测定测站坐标，通过测定目标与测站之间的相对位置，计算出目标的坐标值，至此，这套测量系统已经具备了全站仪的某些特

征。

上述方法对架空电力线路维护工作有着积极意义。在便携化激光测距技术出现前，现场距离测量工作只能依靠目测、绳测、经纬仪和全站仪测量。目测完全依靠人的经验，视觉误差在所难免；绳测依靠人力抛掷或悬挂测绳，准确量程小、效率低，大量观测点由于无法挂绳而不能测量；经纬仪和全站仪虽精确，但不便携带，不能在日常设备巡视过程中实现随行测量，且每套仪器一般需配备一个两人测组。

激光测距仪较好地兼顾了精确性和便携性要求，最重要的是实现了日常设备巡视中随时随地的测量，大幅度提高了“单兵作战能力”，为架空电力线路大量、长期的维护工作提供了准确收集现场信息的便利条件，值得在相关单位推广应用。

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