一种线路工程塔位预排杆成果转换导航文件的方法与流程

1.本发明属于电力领域，具体涉及一种线路工程塔位预排杆成果转换导航文件的方法，主要应用于输电线路工程，也可应用在电力工程的所有导航应用，包括选站(选址)、勘察等工程。


背景技术：

2.在线路工程终勘定位前，设计人员根据测绘成果进行预排杆，给出一个塔位坐标成果，但该坐标为塔位累距坐标，需要将其转换为平面坐标才能与导航文件连接。
3.传统的作业方式是：测绘人员根据已知的转角坐标将路径展绘在cad 中，通过线路累距坐标及转角位置交汇确定塔位位置，逐点读取平面坐标，再利用其他软件将其转化成大地坐标，在导航文件中手动绘制，多人检查后方可在工程中使用。
4.使用传统人工绘图的方法确定塔位平面坐标，耗费时间长，且容易出错。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供研究一种自动化的方式，通过算法自动将塔位坐标成果解算为导航文件，解放人力，提高工作效率。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种线路工程塔位预排杆成果转换导航文件的方法，包括以下步骤：
8.s1结合线路转角坐标，解算线路杆位成果表中直线塔的高斯坐标，并将坐标统一转换为wgs84坐标系；
9.s2使用wgs84坐标，通过高斯反算模型，设置椭球参数与经纬度，反算出塔位的大地坐标；
10.s3将大地坐标转换为.kml文件的数据格式，可以将成果直接导入手机导航文件，分发给有需要的工程技术人员，现场实施导航定位。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s1具体包括以下步骤：
12.s1.1根据已知线路转角坐标(x,y),计算每个转角与前一个转角的平面距离，通过累加获取所有转角的里程：
[0013][0014]
上式中，dist(jn，j
n+1
)为jn与j
n+1
的平面距离；
[0015]
s1.2从已知塔位成果表中提取每个塔位的里程和偏距；
[0016]
s1.3根据里程逐个判断与塔位前后相邻的两转角，通过塔位相邻的两转角坐标、塔位到两转角的距离计算该塔位坐标：
[0017]
[0018][0019]
上式中，x、y为塔位的国家坐标；n为步骤(2)中提取出的塔位里程与前一转角的里程差；e(0)为偏距；dx、dy为塔位前一转角的国家坐标；cosα、 sinα表示方向余弦和方向正弦；为前后两转角的方位角，δx和δy分别为前后两转角x方向和y方向的距离差。
[0020]
s1.4通过坐标联测获取转换关系，利用布尔莎模型将解算出的塔位坐标转换到wgs84坐标系。
[0021]
所述的布尔莎模型为
[0022][0023]
式中，δx，δy，δz为三个平移参数，θ
x
，θy，θz为三个旋转参数，m为尺度参数，(x0,y0,z0)和(x，y，z)分别为转换前后的点坐标。
[0024]
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s1.2中的偏距为0。
[0025]
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s2中通过高斯坐标反算公式将塔位的wgs84坐标反算为大地坐标，所述的高斯坐标反算公式为：
[0026][0027]
上式中，l、b为大地坐标，投影函数f和ψ需满足以下三个条件：
[0028]
(1)x坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴；
[0029]
(2)x轴上的长度投影保持不变；
[0030]
(3)正形投影条件。
[0031]
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s3中具体步骤为：
[0032]
(1)获取(.kml)文件中大地坐标数据的存储形式；
[0033]
(2)按照(.kml)文件中坐标的存储方式，将塔位和转角的点号和坐标存储到文件中的指定位置。
[0034]
由于采用了上述技术方案，本发明取得技术效果如下：
[0035]
本发明中线路工程预排杆转换坐标的方法，从根本上解决了线路预排杆成果向导航文件转换的问题。通过该方法，能够为多个行业提供手机导航应用，也为非专业人员制作导航文件提供了可能。在实际工程应用中，能够提高内业数据处理人员效率，使外业人员快速找到目的地，减少项目内业的人力资源投入，提高项目的整体进度。该发明的使用范围不仅是线路工程施工图阶段，而是全阶段；也不仅仅只用于线路工程，也可用发电、变电(站址、孔位导航)等工程，凡是有坐标、需导航的场合均可使用。
[0036]
本系统针对线路工程施工图阶段进行简单的效益计算：经工程实际使用和原手工计算比较，一条50km线路计算，手工计算一次处理需要2个小时左右，使用该系统处理2分钟结束，提高功效60倍。
[0037]
经验证该系统操作简单，使用方便，计算准确，可在电力行业全面推广应用。
附图说明
[0038]
图1为本发明一种线路工程塔位预排杆成果转换导航文件的方法流程图。
具体实施方式
[0039]
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
[0040]
如图1所示，一种线路工程塔位预排杆成果转换导航文件的方法，包括以下步骤：
[0041]
1、线路杆位成果表向高斯坐标转换
[0042]
(1)根据已知线路转角坐标(x,y),计算每个转角j
n+1
与前一个转角jn的平面距离，通过累加获取所有转角的里程：
[0043][0044]
上式中，dist(jn，j
n+1
)为jn与j
n+1
的平面距离。
[0045]
(2)从已知塔位成果表中提取每个塔位的里程和偏距，偏距为0；
[0046]
(3)根据里程逐个判断与塔位前后相邻的两转角，通过塔位相邻的两转角坐标、塔位到两转角的距离计算该塔位坐标：
[0047][0048][0049]
上式中，x、y为塔位的国家坐标；n为(2)中提取出的塔位里程与前一转角的里程差；e(0)为偏距；dx、dy为塔位前一转角的国家坐标；cosα、sinα表示方向余弦和方向正弦；α为前后两转角的方位角，δx和δy分别为前后两转角x方向和y方向的距离差；
[0050]
(4)目前工程中常用国家坐标系，wgs84坐标系，需要通过坐标联测，获取换算关系，利用布尔莎模型解算出的塔位坐标转换到该坐标系。
[0051]
所述的布尔莎模型为
[0052][0053]
式中，δx，δy，δz为三个平移参数，θ
x
，θy，θz为三个旋转参数，m为尺度参数，(x0,y0,z0)和(x，y，z)分别为转换前后的点坐标。
[0054]
2、使用国家坐标wgs84坐标系，通过以下高斯反算投影模型，设置椭球参数与经纬度，可以反算出塔位的大地坐标：
[0055][0056]
上式中，l、b为大地坐标。投影函数f和ψ需满足以下三个条件：
[0057]
(5)x坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴；
[0058]
(6)x轴上的长度投影保持不变；
[0059]
(7)正形投影条件。
[0060]
3、将大地坐标转换为(.kml)文件的数据格式，可以将成果直接导入手机导航文件，分发给有需要的工程技术人员，现场实施导航定位。
[0061]
(1)获取(.kml)文件中大地坐标数据的存储形式；
[0062]
(2)按照(.kml)文件中坐标的存储方式，将塔位和转角的点号和坐标存储到文件中的指定位置。
[0063]
实施例1
[0064]
下面以具体实例表示本发明的具体方法。
[0065]
(1)已知以下两种数据：塔位坐标成果表、线路转角坐标；
[0066][0067]
[0068][0069]
(2)根据表2，通过式(1-1)计算得j1与j0的平面距离为85，j1与j2 的平面距离为2730，即j0里程为0，j1里程为85，j2里程为2815；
[0070]
(3)读取塔位坐标成果表中的第1、4、8列的点编号、里程和高程；
[0071]
(4)根据里程判断塔位前后的两个转角编号，通过公式(1-2)逐个计算塔位坐标。如：塔位n2的累距为421，即位于j1和j2之间，公式中n为n2与j1 的里程差值即336，dx、dy为j1的东坐标和北坐标，α为j1和j2连线的方位角，带入(式1-2)即可计算塔位坐标。
[0072][0073][0074]
(5)通过坐标联测获取转换关系，采用布尔莎模型将转角和直线塔转换到 wgs84坐标系(本示例表2中转角坐标已为wgs84坐标系，故不需转换)；
[0075]
(6)已知该组数据中央子午线为117，通过高斯坐标反算公式(2-1)将塔位的wgs84坐标反算为大地坐标；
[0076][0077]
(7)根据(.kml)文件的通用存储方式，将已知塔位编号和坐标存入文件中的相应位置即可获取预排塔位的导航文件。
[0078]
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。