电力GPS线路巡检系统
一、GPS概述与定位原理
1、概述
最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。由于该系统卫星数谋瓤较小（5-6颗），运行高度较低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间隔比较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS计划。
该系统从20世纪70年代初开始设计、研制，历经约20年进入全功能使用阶段。GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，发展全球定位系统（GPS）已成为美国导航技术现代化的最重要标志，并且被视为本世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。
2、GPS定位原理
卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。 　
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动则称为动态定位，如用于车船等概略导航定位的精度为30一100米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位，或用于测量放样等的厘米级的相位差分定位（RTK），实时差分定位需要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。在定位观测时若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位，在进行控制网观测时一般均采用这种方式由几台接收机同时观测，它能最太限度地发挥GPS的定位精度，专用于这种目的接收机被称为大地型接收机，是接收机中性能最好的一类。目前，GPS已经能 够达到地壳形变观测的精度要求，IGS的常年观测台站已经能构成毫米级的全球坐标框架。
二、电力GPS线路巡检的市场情况分析
保证电力系统安全运行是电力行业的首要任务.目前，国内电力行业所普遍采用的线路巡检方式主要有两种，一种是传统的人工巡检方式，即人工巡视、手工记录的模式，这种方式存在着人为因素较多，管理不便等问题；另一种方式则是采用读取信息钮的方式，这种方式对于巡检可靠性的提高起到一定作用，但还存在着成本高、安装复杂、不便管理等不足，尚未得到广泛的推广和应用。
电力GPS线路巡检系统利用全球卫星定位系统技术（GPS）与地理信息系统技术（GIS），以及与互联网技术相结合的全新解决方案，具有低成本，使用方便、不需要额外安装和维护等特点，在确保数据准确、安全的同时，也满足了企业信息处理、移动计算等多方面的需求。
电力GPS线路巡检系统由手持型GPS和线路管理服务器两部分组成，巡线人员在到达所需检查的地点后，手持型GPS就会自动将其所在的地理位置信息和当前的时间自动记录下来。巡检结束后，只需通过GPS的数据接口，与后台数据库进行数据传输，就可以将手持型GPS内所记录的数据自动传入线路管理服务器。服务器会根据巡检人员所传入的数据进行集中处理，生成巡检记录和线路数据，并将这些数据按需要发送到其它信息管理系统（例如：MIS和OA等系统）内，在有效的降低成本的同时，提高了工作效率。
电力GPS线路巡检系统所使用的手持型GPS，采用便携式设计，轻便小巧，操作简单，可以实现任何时间、地点的现场业务管理，让巡检人员能够在第一时间内及时、准确的查询和记录数据，让管理人员能够实时的掌握巡检工作的运行状况，使线路巡检工作不再受到时间、地点等外界因素限制的同时，对线路巡检工作进行更好的监控与管理。
电力GPS线路巡检系统的实施运行，使巡检工作完成了"传统人工"到"移动信息"的过渡，实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了巡检的工作效率，有效降低了漏检、错检的问题，更好的保证了输电线路的高效率、低故障率的安全运行，使电力系统的线路巡检工作跨上一个新台阶，实现了在该领域创一流管理的目标。
三、GPS线路巡检系统介绍
1、系统概述
GPS线路巡检系统是利用GPS卫星定位技术和GIS地理信息系统技术，对广域或区域电力线路进行巡逻和检查，以保证线路的正常可靠运行。
在移动端，巡线员采用的是Garmin RINO“小犀牛”手持型GPS设备，通过记录航点和航迹的方式来保存巡线员的巡逻轨迹，同时可以互通位置和信息，方便协调。同时也可以采用Garmin 其他更高级型号的手持型GPS设备。
在完成巡查任务之后，巡线员可以使用公司开发的巡检软件连接GPS手持机，通过GPS数据线将巡线数据传输到电脑，在局域网内的任何终端，通过本程序，就可以查询和接收巡线员数据。接收的数据存放在大型数据库中（Oracle或SQL Server），就可以对巡线员的任务完成情况进行分析。
该系统除应用于电力巡检系统以外，还可应用于
2、GPS线路巡检系统的特点
（1）、线路资料信息全，系统操作简单、使用方便。
（2）、系统定位精度高，可真正有效地解决人工巡线的到位问题。
（3）、采用开放式系统设计，可与其他系统共享信息资源。
（4）、通过用户及操作权限的管理，确保系统的数据安全。
（5）、实时采集巡线到位信息，检查巡线到位情况。
（6）、对线路和杆塔进行规范化的集中管理。
（7）、使用方便，不需要额外的安装和维护费用，不要担心防盗。
内置了电子地图，直观反映线路的状况，修改、维护非常方便。

3、系统采用的主要技术
（1）、GPS（Global Positioning System）卫星定位技术
（2）、无线通信技术
（3）、地理信息系统GIS（Geographical Information System）
（4）、计算机与网络技术
四、本系统的基本结构：
系统的通信模块把巡线员上传的数据存入到后台的数据库，GIS端就是处理这些数据，并以可视的方法提供给用户操作。
（一）、初使显示模块
系统启动时，显示的是全区的电子地图背景和已有的电力线线路图（见下图）。

（二）、线路管理
1、线路生成
“线路生成”模块的功能是通过GPS手持设备，采集航点或航线数据，生成基础的线路位置和分布数据，此数据是用于同巡检人员行走轨迹进行比对和考核的参照依据。
2、线路编辑
线路可能由于公路施工而发生变化，可以通过重新设定结点的方式来编辑线路（添加，删除，修改），节点坐标录入采取经纬度手工录入。还可以改变节点在线路里的顺序。
3、独立线桩编辑
编辑用手工输入坐标的方式和用鼠标从地图上取点的方式（参考工具模块的详细说明）的独立线桩，可以用它们生成新的线路，也可以添加到当前已经存在的线路里。在右键菜单里有功能键‘在地图上显示’可以用聚焦的效果把选中的线桩在地图中心显示
4、线路对应巡线员管理
查询一个巡线员要巡查几条线路，能在地图上显示相对应的线路
（三）、人员管理
1、巡线员的信息编辑，添加修改和删除巡线员
2、排班
3、查询模块

查询一个巡线员要巡查几条线路，能在地图上显示相对应的线路
4、工具模块

提供窗口供用户将已知点的坐标输入生成线桩用鼠标从地图上取点生成线桩
五、系统配置
1、手持终端配置
●自导航手持终端；
●可选配通信系统：GSM/SMS/GPRS通信模块，或者选择NAVCOM SSR7100多协议集群式无线通信网络。
2、指挥中心配置

1. 服务器与监控终端

??? ●危险事件受理系统；
●录音、播放管理系统；
●扩展接口；
●交换机、路由器、网关设备；
●防火墙、入侵检测系统、PKI系统；
●oracle数据库系统；
●数据处理软件；
●数据管理软件；
●Internet发布系统；
●GIS服务软件；
●地理信息及电子地图；