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1、Trimble GPS在電力公司電力設施GIS數據采集系統解決方案建 議方案北京望邦天鑫科技發展有限公司2011年11月1 項目背景電力行業是國民經濟發展的基礎行業，同時，它又是一個技術密集、資產密集的行業。近年來，我國已經開始規劃和實施電力行業的信息化發展戰略，其重點就是實現電力資產管理的信息化，建設“數字電網”。采用GIS技術可以顯著提高以空間數據為基礎的電力信息處理分析的能力，因此建立電力GIS應用系統進行電力設施數據采集和分析處理成為電力信息化的重要手段。借助GIS應用平臺，可實現電力設施的設計和更改管理、運行維護管理、故障停電管理、服務和市場分析、網絡分析和企業信息訪問及更新等。不僅2、如此，GIS系統還能提供多空間數字電網模型、實用化電網數據維護工具、豐富的電網分析工具，達到構筑企業協同工作環境、提高服務質量、完善業務流程指導生產、提高決策效率的目的。不同企業有不同的工作流程和業務邏輯，不同電力企業的GIS系統對數據提取、分析和處理可能有不同的思路，或偏重于某些方面的應用，但是幾乎所有的電力GIS都包括以下一些基本功能：l 基本GIS功能：包括工作環境設置、圖層操作、圖形瀏覽、打印輸出、長度面積量算等基本功能；l 自動成圖功能：包括GPS數據文件接收、輸電設備維護、變電設備維護、相位圖的編輯、注記層的編輯生成等功能；l 設備管理功能：包括查詢統計、單線圖提取、線路模擬追蹤等3、功能；l 污區管理功能：包括歷年污區圖的調閱和打印、記錄大氣環境和典型氣象資料、記錄污源分布信息、記錄鹽密點檔案信息、記錄線路污閃信息、進行污區圖的編輯、各種專題圖的產生、設備防污、污區查詢統計等；l 巡線管理：GPS數據錄入接口、圖形數據輸入、危險點數據錄入、危險點查詢等功能所有這些功能都是以大量的電力設施的數據為基礎的，因此，建立和完善電力GIS必須首先解決電力設施數據采集維護問題，包括設施的屬性數據和空間數據。其中屬性信息涉及設備的編號、名稱、型號、缺陷記錄、檢修記錄、設備臺帳、缺陷通知單、設備檔案、線路條圖和圖片等；空間數據則包括以各種形式表達的電力設施的空間坐標，這些空間坐標一方面將4、作為電力設施的重要基礎數據，另一方面用來檢驗人員到位情況，起到監督工作的作用。采用GPS/GIS產品可以很好的解決數據采集問題：1. GPS/GIS產品具備的快速、高精度定位以及自動數據記錄功能，與傳統的手動記錄相比，能夠大大提高數據采集效率。2. 可以配合激光測距儀使用，只要外業人員走到設備周圍，無須靠近即可實現數據采集，可以保證巡檢人員的安全。3. 系統可以結合視頻圖像采集系統，在采集位置數據和一般屬性數據的同時，采集相應的圖像信息，形成豐富和直觀的GIS屬性數據庫。4. 它不依賴附加在電力設備上的信息設備，因此無需另行安裝信息設備，可以節省大量投資。5. 現場采集的數據可以通過藍牙、數據5、線纜等方式，甚至可以通過移動通信方式即時進入數據處理系統，為內業處理節省了時間。6. GPS軌跡數據和原始觀測數據無法或者難以更改，可以作為考察外業人員工作到位情況的一種手段，從而較好地解決了人員管理的問題。2 需求分析2.1 采集位置數據電力用戶主要應用GPS測定輸電、變電設施如線桿、變壓器等的位置信息，所有這些位置數據將被導入GIS系統中，顯示在背景地圖上。在需要的時候，用戶可以依據位置數據進行事故分析、最佳搶修方案設計等各種應用。上述目標有的呈點狀，如線桿、井蓋等；有的呈線狀，如110KV線路走向等；有的呈面狀，如供電區域，測定目標的多種狀態要求GPS設備能十分方便的進行點狀、線狀和面狀6、地物的測量和記錄。定位精度方面，大致有三種精度要求，一是10米精度，用于線路的日常巡檢和工作監督。一是要求在1米以內，如線桿、變壓器等；部分點位如對市內線纜工區的設施密集區的電力設施要求達到定位精度達到0.5米以內。由于GPS單點定位精度在10米左右，采用Trimble產品，單點定位精度一般可以穩定在5m（RMS）左右。對于要求達到亞米級定位精度的點位，必須采用差分定位技術才能滿足。差分定位可以分為實時差分和后處理差分兩種系統及作業方式。實時差分需要在基準站和流動站之間建立通信鏈路，用于實時傳輸RTCM差分改正數據，使用實時差分可以在觀測時即得到高精度的定位結果，具有很好的時效性，但是實時差分7、設備一般相對比較昂貴，或者需要繳納一定數額的服務費才能使用。后處理差分在外業觀測階段僅能達到510米的精度，但是經過內業軟件處理后可以達到亞米級甚至更高的精度，且操作簡單，易學易用，工作靈活，而且無需繳納服務費。如果同一種設備既能夠進行后處理又能進行實時差分，會更加理想。2.2 采集屬性數據屬性數據是除位置數據之外的另一種重要數據，它包含了用戶所關心的與行業應用直接相關的重要信息。如變壓器的名稱、編號、規格、等級、功率、設備損壞情況等等。屬性數據涉及到兩方面的應用，一是作為電力GIS系統的基礎數據；二是作為管理和決策的依據。不同地物有不同的屬性項，不同的屬性項又有不同的存儲、顯示方式，如變壓器8、的屬性項有編號、名稱、類型、規格、功率、損壞情況、上次維護時間、維修記錄等。其中編號屬于數字形式，可以由用戶手動輸入，也可以由系統自動生成；名稱屬于文本形式，適于手寫輸入，而類型和規格可能更適于菜單選擇；上次維護時間則屬于日期格式，以系統日期對話框方式選擇輸入。用戶要求所采用的GIS數據采集設備能夠非常方便的進行屬性數據的采集。一個有效的方法是建立和使用行業數據字典，如電力行業的數據字典應該包含線桿、變壓器、變電站、電閘等地物目標，每個地物目標應預設了相關的屬性項目，例如用戶采集線桿目標數據，在采集該目標位置數據的同時，設備界面應自動出現該目標對應的屬性項目，供用戶填寫和選擇輸入，這樣當目標的9、位置數據采集完畢時，其對應的屬性數據也被記錄下來。在采集下一個線桿目標時，設備會重復上述過程。這樣做的好處在于，你不會遺漏任何一項屬性信息，因為設備上的數據字典顯示出所有你需要記錄的屬性項，如果事先規定了缺省值，有些屬性項目甚至不需要用戶輸入，系統會自動將其賦為缺省值。2.3 采集視頻數據有時僅有數字或文字信息是不夠的，因為不夠直觀，這時需要采集圖像信息，但是使用數碼相機直接拍照的弊端是難以跟具體的地理位置相對應，借助RedHen系統可以將靜態圖片，甚至將動態圖像信息與地理位置相對應，生成具有豐富視覺信息的多媒體地理信息數據庫。通過該系統，可以導出為GIS平臺能夠識別的數據格式。2.4 路線規10、劃導航在突發事件爆發時，需要搶修人員在第一時間趕赴出事地點，這時GPS設備應該能夠為搶修人員導航，由于事先已經采集了所有電力設施的位置信息，可以根據現場其他信息很快找到出事地點對應的設備信息，或者根據巡視隊員的GPS位置報告，快速鎖定故障設備，并將該事發地點設置為導航目標，GPS設備可以引導搶修隊員快速到達現場。前期數據采集階段，常常需要根據工作計劃對作業路線進行事先規劃，若干作業點作為航點，若干航點組成航線，在野外作業時啟用航線導航，GPS就可以為外業人員帶路，直觀地顯示出距離下一個作業點的距離、方位等，如果接近預定點到足夠距離，GPS會報警提醒。后期數據更新維護時，需要將前期采集的、待更新11、的數據上傳到GPS設備上，啟用這些數據作為導航目標后，GPS設備會帶領外業人員到目的地。如果能夠導入背景地圖，使得在顯示實際軌跡的同時顯示背景圖，則不僅有利于規劃航點，而且方便野外導航，那就更完美了！2.5 巡檢軌跡記錄配備GPS設備的目的除用于數據采集和維護以外，還有一個用途就是記錄日常巡檢軌跡，這些軌跡不能手動創建和更改，只有親到實地才能記錄巡檢地點的軌跡，巡檢完畢后上傳到內業軟件上，可以直觀的顯示在背景地圖上，所有巡檢軌跡均存貯和分析，作為日常工作記錄，能夠有效的監督巡檢人員的工作。用于記錄巡檢軌跡的GPS設備的定位精度不要求太高，但數據存貯空間應足夠大，電池電量也應該足夠大，可以適應較12、長時期巡檢軌跡記錄的要求。另外這種設備應該輕便、小巧，易于攜帶。2.6 內業數據處理l 外業數據存貯在GPS設備上，首先要通過數傳線纜或藍牙無線方式下載到用作數據處理的PC機或工作站上。l 對于后處理差分方式，應用GPS后處理軟件，對基準站和流動站數據進行差分后處理，提高精度至亞米級。l 對于實時差分方式或已經差分后處理的數據，包括位置數據和屬性數據，圖像數據，下載后可以直接導入地理信息系統。l 第三就是利用該地理信息系統做進一步的處理，根據需要生成一系列的成果數據和圖表。l 如果需要對數據進行定期更新，則需進行與上述相反的操作，即從用戶GIS系統中導出GIS數據，上傳到GPS設備上，進行目標13、導航，以便于快速找到更新目標。3 解決方案3.1 差分作業對于精度要求在1米以內的設施，必須采用差分定位方式，按照工作程序的不同，可以分為后處理差分和實時差分。常見的實時差分系統有信標差分、單基站、VRS和衛星差分等。后處理差分利用兩臺或多臺GPS接收機，在同一時段對同一組衛星星座進行觀測，觀測結束后分別將基準站和流動站觀測數據導入后處理軟件，通過軟件解算方式進行數據改正，得到較高的定位精度。電力設施的定位，在前期數據采集階段的定位結果，主要用來導入GIS系統進行分析處理，因此用戶并不在意高精度定位結果是實時得到還是后處理得到，因此可以采用靈活方便的后處理差分方式進行采集；而在事故搶修等實際應14、用時，需要實時精確導航功能，這時可以采用實時差分定位方式，以下對各種差分作業方式逐一介紹：3.1.1 公共VRS虛擬參考站（Virtual Reference Station）是在一定的區域(如：一個城市、一個省或一個國家)建立的永久性的連續運行GPS參考站，通過網絡技術把它們連接到控制中心，控制中心接收和處理所有參考站的原始觀測值，建立動態數據庫，用戶在作業過程中只要通過GSM、GPRS等方式訪問控制中心，控制中心根據用戶的位置，在用戶附近模擬一組基準站數據（包括基準站坐標和GPS觀測值），通過GSM網發給用戶，用戶利用接收到控制中心的數據進行GPS位置改正解算，在初始化時間和精度方面很好的15、效果。利用VRS用戶不需要建立自己的基準站，節省了費用和人力。VRS既可以提供后處理原始數據，同時又發布實時高精度載波相位差分信號和偽距差分信號，因此GPS流動站用戶既可以Internet或FTP下載的方式獲取基準站數據進行后處理差分，也可以采用GSM、GPRS方式直接訪問控制中心服務器，獲取RTK或DGPS差分數據進行實時差分。如果采用實時VRS服務，要求流動站設備具備GSM/GPRS通信功能，或者與可充當外置Modem的手機連接，通過GSM或GPRS方式訪問控制中心服務器。GSM方式接入需要采用中國移動全球通或動感地帶SIM卡，并開通數據業務。如果采用GPRS方式，則需要開通GPRS服務。16、VRS是一種收費的公共服務系統，能夠為用戶提供不同精度級別的定位服務，如亞米級的偽距差分服務（DGPS）和厘米級的載波相位差分服務（RTK）。目前，北京、上海、天津、武漢、成都、深圳等城市相繼建成了Trimble VRS系統，其他地市和省區也有許多正在醞釀建立VRS系統。用戶在已經開通VRS服務的地區使用Trimble GPS接收機可以進行實時差分或后處理差分，得到符合標稱精度的位置數據。3.1.2 信標信標差分系統一般是由國家投資，在沿海地區建設的GPS基準站和差分數據發布系統，供GPS用戶免費使用。信標系統建設的意義起初是為船舶導航服務，其采用調頻電臺廣播方式，覆蓋范圍較大，因此沿海地區的17、其他GPS用戶同樣可以受益。對于海岸線較長的國家，需要建立多個信標臺站才能實現信標信號的完全覆蓋。用戶需要借助專門的信標設備來接收和解算信標信號，有些產品將信標功能和GPS功能集成在一臺整機中。用戶可以使用手動調節或自動掃描方式實現調諧，以搜索和接收距離最近的信標臺的信號。信標差分的精度隨著流動站與信標臺站距離的增加而降低，但一般小于1米。Trimble有幾款專業級產品是支持信標作業方式的，例如ProXR、ProXRS、GeoBeacon等。3.1.3 衛星差分衛星差分在某些方面與VRS很相像，屬于廣域差分的一種，同樣依靠地面基準站網絡提供差分數據源，與VRS依靠GSM網絡或者Internet18、進行數據播發不同，衛星差分依靠通信衛星來進行數據播發，這樣就很好的解決了覆蓋范圍的問題，以著名的OmniStar系統為例，其覆蓋區可以從北緯70度到南緯70度，并且在其有效覆蓋范圍內，差分定位的精度不會隨著流動站與基準站距離的增加而明顯降低。衛星差分一般由專業的定位服務商提供服務，如Fugro公司，這些公司租用通信衛星的頻道用戶提供GPS差分服務，出于贏利目的和高昂的運營成本，衛星差分服務一般都收取較高的服務費。例如OmniStar目前提供三種定位服務，分別是VBS（亞米級）、XP（20cm）、HP（10cm）全部都是收費服務，其中VBS服務每機每年的服務費是2450美元。3.1.4 公共單基19、站單基站與VRS的多個基準站構成的基站網絡相對，由單一基站向用戶提供服務。單基站可以通過電臺廣播或GSM方式向用戶提供差分服務，定位精度隨著流動站與基準站間的距離增大而降低。從這個意義上講，信標服務也是一種單基站服務。用戶可以選擇使用公共的單基站。目前北京、上海等城市向GPS用戶提供公共單基站服務，公共單基站可以采用GSM撥號接入或通過Internet網絡接入兩種方式。對于撥號接入方式，外業用戶需要使用具備GSM通信功能的流動站設備或將現有設備與可用作外置GSM Modem的手機連接使用，撥通單基站數據中心的服務號碼后，即可從服務器上實時獲取RTCM差分數據，進行實時差分解算，得到亞米級的定位20、結果。目前很多單基站功能還很不健全，例如北京的單基站目前只能同時接入一個GSM用戶，其余用戶只能等該用戶結束呼叫后才能撥入。單基站如果采用Internet方式接入則可以允許多用戶同時接入，這要求單基站服務器必須通過某種方式（如ADSL）接入Internet。流動站端的硬件配置與上述撥號接入的相同，但在使用方式上不同。用戶不是通過撥號直接接入單基站Modem，而是首先創建一個GPRS或CDMA的網絡連接，接入Internet，通過Internet訪問單基站服務器，獲取實時DGPS或RTK差分數據。3.1.5 自建單基站3.1.5.1 功能概述如果用戶選擇自建單基站，可以選用Trimble 57021、0 CORS或5700 L1設備作為基準站，并以功能強大的GPSBase軟件作為基準站控制軟件，實現以下功能：l 通過電臺廣播、GSM、PSTN等方式輸出RTCM/CMR格式的實時差分數據，包括DGPS和RTK類型的數據，供實時差分用戶使用l 基準站數據格式為DAT格式、RINEX和壓縮RINEX格式，所有數據可進行自動FTP鏡像，供用戶下載后進行差分后處理l 以多種形式分析GPS觀測數據，輸出各種功能報告l 根據偽距觀測數據計算多路徑效應l 對于異常情況，以多種形式報警，包括Email報警l GPS基準站設備及其他傳感器設備的監視和控制l 配合GPSServer軟件，可實現差分改正數據在In22、ternet發布。3.1.5.2 接入方式如果使用GPSBase建設單基站，則流動站可以通過撥號接入來獲取實時差分數據。對于撥號接入方式，需要在基站服務器端安裝PSTN Modem或GSM Modem，每一個Modem可同時為一個流動站用戶服務。增加Modem可以同時為多用戶服務。3.1.5.3 基準站部署以紹興地區為例，該區最大縱深只有125km，而GeoXT在距離基準站200km范圍內均可以達到亞米級精度，因此在紹興市區架設1個基準站就可以滿足整個紹興地區的測量精度要求。如圖所示（覆蓋半徑為90KM）3.1.6 自建VRS自建VRS與自建單基站在流動站硬件設備配置上完全相同，而基準站數量較23、多，紹興市配置3臺基準站就可以覆蓋全區。通過縮小覆蓋半徑，架設多個基準站，可以得到更好的精度結果。如果覆蓋半徑在40km，則需要架設3個基準站，如圖所示，3個基準站分別架設在諸暨市、紹興市和嵊州市。所有基準站通過FR或DDN方式其他方式接入主控制中心（設在紹興市）。中心服務器安裝和運行GPSNet軟件和GPSServer軟件。其中GPSNet實現對基準站的監視、控制、數據收集、解算和通過GSM Modem的數據發布。GPSServer實現差分數據在Internet上的實時發布，使得流動站可以通過GPRS方式獲取實時差分數據。如果安裝了GPSServer，即選擇通過Internet實時發布差分數24、據，則控制中心應設法使服務器接入Internet。實驗證明，如果通過ADSL方式接入，服務器的IP地址會保持23天，之后就會發生變化，這時，外業的流動站如果不做相應處置，就會發生連接中斷并且無法再次接入。解決這個問題的方法是為服務器配置公網上的靜態IP。但是這樣會產生新的費用，以北京網通為例，北京網通提供的企業寬帶服務可為用戶提供1M的接入帶寬和靜態IP地址，其初裝費為600元，服務費用高達900元/月。需要說明的是，各電信運營商和同一運營商的不同地方的分公司的收費標準相差很大，例如鐵通公司的網絡接入費用一般比網通的要低，如昆明鐵通提供的ADSL接入服務，120元/月可以申請到2M的下行帶寬，25、再增加60元/月就可以獲得一個靜態IP地址。具體收費標準可向用戶當地電信運營商咨詢。3.1.7 后處理差分在數據采集/更新階段，用戶可以使用后處理方式實現亞米級或更高精度的定位。這種方式的工作原理是：流動站和基準站在同一時段對同一組衛星星座進行觀測，分別記錄和存貯觀測數據。在兩者相距不太遠的情況下，可以認為兩者的誤差來源基本相似，差分改正數也很接近，具備差分的基本條件。觀測完畢后，分別將基準站數據和流動站數據導入后處理軟件，進行差分解算，得到亞米級或更高精度的位置數據。采用后處理差分方式，基準站和流動站之間各自獨立工作，無需實時通信，基準站架設和管理方便，流動站操作簡單，易于掌握，因此十分靈活26、方便，適用于那些不需要實時高精度定位的場合。基準站的部署與自建單基站的策略相同。3.1.8 建議的作業方式后處理差分方式工作靈活方便，精度較高，因此建議大部分基礎數據采集和維護采用后處理差分作業方式。如果對實時性要求較高，自建單基站是一種不錯的選擇。如果資金較為充裕，可以選擇自建VRS系統。巡檢作業由于精度要求不高，可以采用單點定位方式。3.2 設備配置方案針對電力GIS數據采集的實際情況，有三種建議的設備配置方案：3.2.1 巡檢定位方案采用Trimble Recon GPS Card，流動站數據采集用Timble TerraSync軟件。內業處理軟件采用Trimble Pathfinder27、 Office，無須架設基準站。+該方案的定位精度在510米，能夠滿足巡檢作業對定位精度的要求。Recon Card的標準配置如下：l Recon主機（預裝Microsoft Windows Mobile 2003） 1臺l 內置可充電電池 1個l CF卡式GPS板 1個l 交流充電器 (100-240 V) 1個l 屏保膜 10 個l 手寫筆 2支l 快速入門 1本l 手帶 1只l USB數據線 1條l TerraSync軟件 1套3.2.2 自建單基站方案+3.2.2.1 流動站流動站采用Trimble GeoXT和可作為外置Modem使用的手機SonyEricsson k700c配合作業28、，其中GeoXT負責GPS衛星接收、解算、數據存貯。手機用于建立和保持與基準站的實時通信。GeoXT可以開通藍牙功能，手機也具備藍牙功能，這樣兩者之間可以通過藍牙方式連接，省卻線纜的煩擾（如果不能做到藍牙連接，也可以通過連接線連接）。該方案的實時差分定位精度為亞米級，能夠滿足大部分點位的精度要求。其中GeoXT的標準配置如下：l Geo XT GPS主機 1臺l 支持模塊 1個l 電源適配器 1套l USB數傳電纜 1個l 主機軟包 1個l 觸摸筆 1個l 手帶 1個l 操作手冊 1本l Trimble Terrasync軟件 1套3.2.2.2 基準站自建單基站的硬件包括Trimble 5729、00系列產品之一+Modem。如果要接入多個Modem，則可能還需要增加若干個Modem。基準站軟件采用功能強大的GPSBase。以下為5700 L1Reference和5700 CORS的產品對比介紹：1. Trimble 5700 L1 Reference Stationl 專業級單頻基準站l 基準站軟件采用功能強大的Trimble GPSBasel 5700L1具有64M內置CF，可連續記錄1700小時的觀測數據（15秒間隔，6顆衛星）l 采用內置電池供電或直接使用DC電源l 先進的Trimble Maxwell技術l 多路徑抑制技術，保證高精度的L1偽距測量l 可輸出未經過濾、未經平滑30、的偽距測量數據，可用于進行低噪音、低多路徑效應、低時延的差分校正和高動態響應l 低噪音L1測量，以1Hz速度輸出的1mm精度的測量結果l 以dB-Hz形式輸出L1信噪比數據報告l 經得起考驗的低角度衛星跟蹤技術l 12通道，L1 C/A碼，L1全載波，WASS/EGNOSl 堅固、防水、抗震，可靠性極高l 可與GeoXM和GeoXT配合使用2. Trimble 5700 CORS屬專業級的雙頻基準站，適合長時間連續作業。同樣可以使用GPSBase軟件完成上述功能，可與GeoXT、GeoXH配合使用，5700CORS可以滿足GeoXH的H-Star技術對雙頻基準站的要求。用5700CORS具備531、700 L1的幾乎所有功能。與5700 L1相比，5700CORS主要由以下特點：l 專業級雙頻基準站l 高精度多重相關器L1和L2偽距觀測l 超低噪聲L1和L2載波相位測量，1 Hz帶寬的精度是1 mml L1和L2信噪比按dB-Hz報告l 24通道L1 C/A 碼，L1/L2 全周載波l 結合GPSBase，可向實時差分用戶播發RTK數據l 可與GeoXM、GeoXT或GeoXH配合使用3. 5700基準站標準配置l 5700 L1（或5700CORS主機，均含數據線） 1臺l 內置CF數據卡（64M） 1只l 直流電源 1個l 內置鋰電池 1個l 操作手冊 1本l A3天線 1個3.2.32、3 VRS方案VRS方案與單基站方案在流動站硬件配置方面是完全相同的。與單基站方案不同，VRS方案的基準站通常不在控制中心，因此除GPS接收機以外，還需要COM Server用于將基準站接收機接入網絡。而主控制機房的則須配備若干GSM Modem用于同時為多個通過GSM方式接入的用戶服務。為獲得公網上的靜態IP地址，可以使用網通公司的企業寬帶服務，此時控制中心還需要配備企業寬帶Modem（由網通提供）。軟件方面，VRS必須采用GPSNet，如果要實現差分數據在Internet實時發布，則還需要安裝GPSServer。3.2.4 后處理差分方案后處理差分作業應作為一種主要的作業方式。流動站與單基33、站方案同樣選用性能優異的Trimble GeoXT，基準站設備應考慮作業周期的長短進行選擇：如果長期連續作業，應選擇Trimble 5700系列設備，該系列設備更適合作為長期固定使用的基準站，如果天線部分架設在樓頂，還應該考慮同時安裝避雷設施。3.3 外業采集軟件Trimble TerraSync是一款專業的外業數據采集軟件，具有以下特點：l 可以采集點、線、面多種不同類型的實體的位置和屬性信息。l 屬性數據字典可以上傳使用，也可以在外業根據工作需要自行編輯，支持數字、日期、時間、文本、菜單、文件名等多種數據格式，其中文件名可以指向聲音、圖像等多媒體文件，使得TerraSync可以采集豐富多彩34、的屬性信息。l 支持多種類型的外部差分源，如VRS、組合信標、單基站、SBAS等l 支持多種外接的GPS設備，包括NMEA協議和TSIP協議的設備l 可以創建和管理藍牙、RS232等多種連接方式l 支持幾十種現有坐標系統，同時也可以支持用戶自定義坐標系l 支持外部多種傳感器，包括激光測距儀等l 較強的導航功能，支持上傳的航點文件和數據文件中的點位導航l 可以上傳多種矢量格式和柵格格式的背景地圖，包括衛星圖片和航空攝影圖片等。3.4 內業處理軟件GPS Pathfinder Office系統是Trimble公司在GIS領域的專業軟件產品，它功能強大、使用方便，可以使你的GIS數據采集、更新、處理35、更有效。您可以將所采集的GPS數據導入到電腦中，用來查看采集的站點位置，分布，以及所有設備的信息，并對采集回來的外業圖形數據進行差分處理、以及編輯、修改、增刪等操作。可以導出其他GIS軟件格式或表格形式，進行打印輸出。與電力設施數據采集有關的功能主要有：差分處理坐標系統管理數據轉換3.5 關于坐標轉換紹興市電力GIS系統的坐標系統可能有WGS84、北京54和紹興市地方坐標三種常用坐標系。其中地方坐標系統涉及轉換參數較多。在內業數據處理時利用Pathfinder Office可以很好的實現坐標系統轉換，該軟件不僅可以實現對參考橢球的選擇和定義，還可以實現多種基準轉換方式的新建和管理。在選擇或新建36、紹興市地方坐標對應的橢球（一般為北京54橢球）后，即可新建適合紹興地方的基準轉換方法，然后選擇大地水準面模型，最后建立紹興地方坐標系統。需要指出的是，這些自定義的、適合紹興市電力GIS數據特點的坐標系統還可以上傳到Trimble GPS流動站設備上，作為外業采集用的坐標格式，這樣就保證了紹興現有的、使用地方坐標或北京54坐標的大量原始圖件和數據，可以不經坐標轉換就在外業應用。3.6 數據錄入與處理內業數據處理的一般步驟是：1. 通過數據線纜將GPS流動站設備連接到數據處理工作站上2. 啟動GPS Pathfinder軟件，打開“功能數據傳輸”菜單，在彈出的窗口中選擇想要接收的文件，選擇“添加”37、，然后選擇文件保存的路徑，確定后文件開始傳輸。3. 將GPS基準站設備與工作站連接，按照上述步驟進行基準站數據傳輸。4. 打開“功能差分改正”，選擇基準站文件，然后選擇流動站文件，選擇改正后文件的保存路徑，再選擇差分改正的方式等，確定后開始進行差分處理。5. 打開“功能導出”，選擇需要導出的、已經差分處理后的數據文件，選擇和編輯導出設置，對文件格式、輸出坐標格式、導出要素的篩選等進行設置，完成點擊“確定”開始導出過程。如果使用Pathfinder Office的批處理功能，則上述操作只需要做一次就夠了，以后操作人員只要負責將GPS設備連接到計算機上即可完成從數據傳輸錄入到導出為所需的GIS格式38、數據文件的全過程。這是Pathfinder Office的一大優點。如果用戶選擇自建單基站，使用GPSBase監控基準站設備和記錄基準站數據，利用GPSBase的自動FTP鏡像功能，所有基準站數據將自動上傳到FTP服務器的指定的路徑下，進行差分后處理時只需要到特定服務器的特定路徑下載即可使用，這樣，上述第3步也可以省略了，整個內業數據傳輸、錄入到文件導出一氣呵成，幾乎不用操作人員的干預！Geo XT GPS接收機Terrasync 數據采集軟件Pathfinder 數據處理軟件 位置 屬性數據輸出單基站或VRSDGPS差分數據視頻MedeaMapper軟件數碼相機或DV電力GIS系統內業準備基39、準站架設基準站數據4 工作流程設計上圖是電力GIS系統數據采集維護的工作流程簡圖，整體可以分為內業準備、外業采集和內業處理三個步驟：4.1 準備工作1. 工作規劃在開始進行外業數據收集之前，應認真研究工作流程，制定較為嚴密的工作規劃，包括人員分工，設備分配，工作進度，作業規范等。2. 設備調試在集中外業采集之前，應對所有外業應用設備進行調試和維護，以提高外業工作效率，保證觀測數據的準確性。3. 基準站架設如果應用單基站方案，則需架設基準站。在架設之前應對基準站的部署作出科學規劃。基準站應根據測區實際情況作出合理部署和規劃，規劃時應注意選取適宜架設基準站的環境，諸如是否在高處、是否開闊，有無電磁40、干擾源，供電是否穩定等等多方面的因素應綜合考慮。然后，即可按照規劃進行基準站的架設。4. 軟件安裝GPSBase軟件應在數據處理中心機房內安裝PathFinder Office和電力地理信息系統等相關軟件。對于應用5700系列基準站的，還應在中心安裝GPSBase軟件。所有軟件進行相應的設置和測試。5. 數據字典應研究制定適合本行業或本單位應用的屬性數據規范，通過PathFinder Office軟件編輯成相應的數據字典。如果外業采集分階段或分區域完成的話，可能還要制定適合不同階段和不同地區的數據字典，并上傳到相應的GeoXT手持機上。4.2 外業采集1. 基準站數據觀測在流動站開始采集數據前41、，應連接配置基準站并打開基準站主機，開始觀測。2. 流動站數據采集在確定基準站正確設置并開始觀測后，流動站就可以開始采集數據了。對于周圍環境良好的地物目標，應直接使用GPS設備采集，對于難以到達或環境惡劣、危險的測點，可以采用Contour激光測距儀與GPS聯測。3. 視頻數據采集對于事先規劃好的，要求拍照的可使用數碼相機進行直接拍照。而要求連續攝像的應通過VMS200編碼解碼器連接攝像設備后進行拍攝。4.3 內業處理1. 數據上傳每個外業工作日結束后，應將手持機中存貯的經實時差分的數據連同屬性數據上傳到裝有PathFinder Office軟件的計算機上。首先將流動站主機通過數據線與計算機連42、接，然后啟動Pathfinder Office軟件進行數據傳輸。2. 數據轉換同樣應該Pathfinder Office將差分處理后的數據導出為ArcGIS格式或其它需要的數據格式保存。同時通過Medea Mapper及接插件上傳視頻數據，同時進行地理數據與視頻的匹配。然后同樣將這些數據導出為ArcGIS或其它需要的格式。如果需要對數據進行定期或不定期的更新，則還需要將用戶GIS系統中的數據導入到Pathfinder Office中，然后上傳到流動站設備上，用作導航或更新的目標。3. 成果輸出將經過后處理的數據導入用戶采用的電力GIS系統。如果該系統能夠支持圖像數據，還可以將與地理數據匹配的視頻數據一起導入。經過該系統的處理，生成用戶所需的成果。