国网重庆市电力公司　邱　林　刘　东国网河南省电力公司新乡供电公司　李桂林国网重庆市电力公司长寿供电公司　蒋　凯江苏苏源高科技有限公司　杨李达



利用中心点取值及常系数纠偏技术的电网GIS设备定位研究

国网重庆市电力公司邱林刘东
国网河南省电力公司新乡供电公司李桂林
国网重庆市电力公司长寿供电公司蒋凯
江苏苏源高科技有限公司杨李达

经济的迅猛发展推动了企业生产水平的提高和群众生活水平的提高，整个社会对电力的需求也越来越大。从而促使我国电力系统以及自动化水平的迅猛提升，电力设备的定位无论在电力施工还是在电力抢修、电力业扩增容等方方面都是技术基础数据，都需要以准确的电力设备测量数据为依托。测量技术的先进与否往往直接影响测量结果的准确性。本文叙述了GPS定位测量中的精度优化和偏差纠正的新方法应用，以多点中心点获取和常用偏差系数的纠正，具有无可比拟的优势，并阐述了在电网GIS中的具体应用。

GPS定位；电网GIS；中心点取值；常系数

0　概述

随着电力工业的发展和电网复杂度的提高，优质服务和电力系统智能化管理成为国网公司建设重点。优质服务和智能化电网管理的突破点是基于GIS的信息系统业务应用开展。因此，实现电网设备的采集并在GIS中精准定位和准确描述，具有重要实践和研究意义。

传统的定位仪是通过GPS定位模块采集定位信息，然后在电力GIS平台中根据采集的参数绘制电力设备。传统的GPS定位只采用GPS采集模块采集数据，由于山区工作信号影响及天气等原因不能得出精准的参数，容易产生偏差。

因此，提供一种可以同时检测多个定位信息并具有数据矫正方法，为工作人员提供精确的定位信息，同时为后期电力自动化在抢修、故障定位、停电影响范围分析等方面提供有力的数据保障成为当前实际工作中亟待解决的问题。

1　GPS定位在电网GIS中的应用

1.1重庆电力电力设备GPS信息采集

重庆公司的在开展优质服务和电力自动化应用中已经全面采用国网公司统一部署电网GIS平台，并在16年完成电网设备中数据的采集工作。主要的工作步骤是：

1）电网设备地理信息采集，电网设备地理位置信息数据利用GPS坐标采集的方式采集位置信息。并通过采集设备导出保存成固定格式，整理并同意格式存放；

2）位置信息导入，利用导入数据接口程序同统一导入外业采集的统一格式的位置信息数据，利用电网GIS平台的功能自动生成电网设备图形。

3）补充设备信息，利用国网统一的PMS2.0系统生成和补充完成导入设备的台账。并通过GIS地图背景优化设备位置和台账信息。

1.2电网设备GPS定位信息在电力系统应用

电网设备的GPS定位信息经过采集和录入，为其他的电力自动化和优质服务提供数据基础和应用保障，主要应用是通过电网GIS平台实现的，其主要支撑的应用有：

1）实现了电网设备及用户相关信息的全采集，在电网GIS系统中实现了全覆盖。

2）支撑了电网抢修自动化的应用，并有力支撑了电网故障分析和停电用户影响分析等应用。

3）根据电网设备拓扑关系分析，为用户业扩增容及电网复杂度分析提供分析数据的逻辑基础，同时为电力施工提供施工参考。

1.3GPS定位精度对GIS应用的影响

当前的GPS定位设备由于气候的影响（阴天云层较厚等）和地理位置的影响（如山区和城市高楼）的影响，设备检测出的数据往往和真实的经纬度有差异。而解决定位偏差大的问题。提高数据的精确度，对电网GIS的高级应用具有长远的影响。

电力自动化的应用大量借助电网GIS判断电网拓扑关系和地理位置信息，位置信息的精确性依赖于GPS数据采集精度和电网GIS定位准确性，因此，GPS定位信息对电力GIS应用起到关键作用。

2　中心点求值和常系数纠偏方法

为实现GIS精准定位，提供了一种GIS定位偏差和精度提升的方法，以克服现有技术中由于单个GPS定位设备不精确及在复杂环境中定位信号不稳定的问题。提出了多点中心点取值方法和常系数纠偏的方案，通过该方案纠正偏差，从而实现电网设备的GIS精确定位。

2.1中心点求值及常系算法

2.1.1GPS定位中心点求值算法

在外业采集电网设备过程中，采集该设备附近坐标，然后根据中心点算法获得中心点的坐标，算法如下：

对于一个平面，给定n个顶点v1，v2，…vn，这些顶点都以向量方式给出，则多边形的几何中心C由下式给出：

因此，当已知多边形顶点坐标时，计算其几何中心坐标的一个比较方便的步骤如下：

1）首先根据多边形顶点坐标Pi计算出指向各顶点的矢量Veci。Veci= Pi-ORIGIN，ORIGIN为原点。

2）计算向量和Sum（Veci）

3）几何中心的向量：Veccenter = Sum（Veci）/n 4）再由向量Veccenter得到几何中心点的坐标。从以上公式可以得出多个定位坐标的中心点取值，由此实现多点中心点坐标求值。

2.1.2常系数纠偏方法算法

对于各个GPS经纬度采集位置获得GPS测量位置的真实的距离参数，并通过各GPS经纬度采集模块采集得到的经纬度计算出GPS采集距离，两个距离进行比较，得出GPS参数的误差值，该误差值用于对GPS中心点的纠正参数，得到更精确的GIS定位信息。常系数的获得算法如下：

对于一个距离误差，如已经知道实际距离设定mDistince，GPS定位坐标获得的坐标差距换算得到差距为mGPSDistince，得出实际的数据偏差均值后。纠正GPS的偏移量。

1）首先根据三角勾股定律任意两个顶点坐标Pi测量点算出实际距离m：

2）根据两个定位模块得到的定位差距为s：

a）Lat1 Lung1表示A点经纬度，Lat2 Lung2表示B点经纬度；

b）a=Lat1-Lat2为两点纬度之差 b=Lung1-Lung2为两点经度之差；

c）6378.137为地球半径，单位为千米。

3）计算当前环境的偏移参数与定位差距之间的参数比值：

4）获得多次偏移量平均值作为正式的偏移量P系数：

P1=m/s；

5）使用该参数在GIS地图作图时修正中心点位置。

根据以上公式，我们得到偏移量的常系数，该常系数主要用于修正GPS获得定位与电网GIS定位坐标的偏移系数，该系数对于同一类地区具有纠正偏差的实际使用价值

2.2计算方法的嵌入式软件实现

中心点的取值方法是根据是根据多边形顶点获得中心点的计算，其算法是单次计算；常系数的取值根据每次获得大系数，根据积累并平均值获得，是多次积累的参数；通过先获得中心点，然后根据常系数的纠偏方式获得最终的GIS定位信息，从而直接在电网GIS中实现精确定位，根据日常手机采集坐标的工作，通过在手机中安装采集软件从而实现最终实现应用。

根据算外业采集的特殊需求及工作流程，设置的采集软件应包含如下功能：

1）GPS坐标采集，并可多次采集并保存；

2）采集点与目标设备真实距离参数的采集，采用人工输入距离参数同时自动记载方位参数的方式；

3）根据中心点算法获得中心点坐标信息；计算常系数，通过逐步积累获得精确的常系数；

4）根据常系数纠正中心点获得精确GIS坐标，批量导出到电网GIS平台生成设备；

根据以上的手机软件的设计，实现了GPS定位信息的采集和中心点计算和常系数纠偏计算的软件实现，通过软件可以自动化的记录和计算，实现高效和精准的GIS定位信息采集。

2.3中心点取值和常系数纠偏的实际应用

上文提供的GPS定位方法可采集多个GPS定位信息，并可采集多组电网设备的定位坐标，提高定位坐标获取几率。同时，可计算多组定位坐标的纠正参数，通过纠正参数对中心点坐标进行矫正，得到更加准确的定位数据，并且通过电网GIS的接口批量的导入生成电网设备图元。

精确的GIS定位信息为电力抢修、故障点分析、停电影响区域分析、停电信息精准发布等提供准确的定位参考。在电力抢修中，主要是抢修设备拓扑关系分析，分析出故障的影响范围和抢修路径规划等方面应用；故障点分析主要是依据报修信息推导上级电网设备，从而判断故障点；停电片区和停电信息精准发布都是通过故障分析和电网GIS的电网设备拓扑关系分析出用户设备信息，从而分析得到停电用户。通过以上几个方面，精准GIS定位为提供优质电力、电网服务奠定基础。

3　结论

中心点取值和常系数纠偏的电网GIS定位信息研究和软件开发，实现了电网设备在电网GIS中的精确定位，并实现了可操作和逐步求精的过程，完成了大量复杂数据的自动化计算和统计要求：

1）电网设备定位信息批量化，通过手机嵌入式软件的使用，实现了定位信息的采集标准化和电子化存储，同时实现了自动导入导出功能，为数据分析统计提供标准化手段。

2）高精度GIS定位信息采集的实现，提出了中心点取值和常系数纠偏算法，并对算法公式进行系统展示，基于该算法利用软件实现了高精度定位数据的自动化计算。

3）实现手机软件和电网GIS平台数据交流，为电网软件系统提供了电网设备数据参考；同时为客户优质服务提供了基础数据，并逐步的完善和充实基础数据。

通过以上的分析，中心点取值和常系数纠偏的电网GIS定位信息研究实现了GIS定位数据高精度获取和自动化分析，对电网设备GIS定位提出了新的探索，并在电网GIS系统应用中提供了标准化方案，这方面的研究具有实践意义和经济效益，为未来国网公司精益化管理提供了重要参考。

［1］翟亲利.GPS精密单点定位在电力工程测量中的应用［J］.中华民居，2013（27）:329.

［2］孟刚，任显超.电力自动化系统GPS 技术的应用［J］.电力系统保护与控制，2013（28）:59.

［3］于超.基于移动GIS的线路巡检系统的研究与实现［D］.北京:华北电力大学，2009.

［4］卜喆.基于嵌入式GIS的电力移动巡检系统的研究与实现［D］.沈阳:沈阳农业大学，2006.

［5］姜姣娇.基于GPS、GPRS、GIS的电力抢修调度监控系统的设计与应用［D］.天津:天津大学，2007.

［6］何军.Gps在高压电力工程中的应用［J］.科技创新与应用，2013（24）:172.

［7］钟安勇.基于GIS的电力抢修智能调度系统研究［D］.重庆:重庆大学，2008.

The rapid development of economy promotes the improvement of enterprise production and people's living standards，the entire social the demand for electricity is becoming bigger and bigger.With the rapid ascension of our country electric power system and automation level，the positioning of electric power equipment in electric power construction，electric repair and expansion capacity is based on the basic data，and needs accurate power measured data.The advanced measurement technology often directly affects the accuracy of the measurement results.This article describes the optimization and deviation correcting of the new method of the precision of GPS measurement.With the center multipoint access and deviation factor correction，Grid GIS has the incomparable advantage.In the end，this paper expounds the concrete application in grid GIS.

GPS positioning；Grid GIS；Center values；Constant coefficient