T/SMA 0060-2024 电力接地网开挖可视化定位技术导则

ICS 29.020
CCS N 20
团体标准
T/SMA 0060-2024
电力接地网开挖可视化定位技术导则
Technical specification for visual positioning technology forexcavation of electric power grounding grid
2024-12-15 发布2024-12-30 实施
上海市计量协会发布

目次
前言.................................................................................. II
1 范围................................................................................. 1
2 规范性引用文件....................................................................... 1
3 术语和定义........................................................................... 1
4 概述................................................................................. 2
5 检测设备要求......................................................................... 3
6 工作流程............................................................................. 3
附录A （规范性） 设备参数要求..........................................................5
附录B （资料性） 电力接地网开挖可视化定位实施示例......................................6
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II
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
请注意本文件的某些内容可能是涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由上海市计量协会电力专业委员会提出。
本文件由上海市计量协会归口。
本文件起草单位：华东电力试验研究院有限公司、国网上海市电力公司、国网湖南省电力有限公司、
以见科技（上海）有限公司、上海四量电子科技有限公司。
本文件主要起草人：江安烽、苏磊、王俊、严军、司文荣、李卫彬、刘召杰、吴欣烨、赵莹莹、施
春波、卞晓亮、胡海敏、姚圣哲、蒋童、王哲斐、吴天逸、何智强、李欣。
本文件2024 年12 月首次发布。
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1
电力接地网开挖可视化定位技术导则
1 范围
本文件描述了电力接地网开挖可视化定位技术，规范了术语和定义、一般要求以及工作流程。
本文件适用于10 kV 及以上变电站、换流站、发电厂升压站和新能源厂站等的电力接地网开挖可视
化定位，其他接地网开挖可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 38247-2019《信息技术增强现实术语》
GB/T 39616-2020《卫星导航定位基准站网络实时动态测量（RTK）规范》
GB/T 41447《城市地下空间三维建模技术规范》
GB/T 41864《信息技术计算机视觉术语》
GB 50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
GB/T 51212-2016《建筑信息模型应用统一标准》
JJG 2301《全球导航卫星系统（GNSS）测量型接收机RTK》
CH/T 8018 《全球导航卫星系统(GNSS)测量型接收机RTK 检定规程》
DL/T 1532 《接地网腐蚀诊断技术导则》
DL/T 1554《接地网土壤腐蚀性评价导则》
DL/T 5231 《±800kV 及以下直流输电接地极施工及验收规程》
DL/T 5275 《±800kV 及以下直流输电系统接地极施工质量检验及评定规程》
JT/T 940-2014《公路断面探伤及结构厚度探地雷达》
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
建筑信息模型building information model；BIM
在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营
的过程和结果的总称。
[来源：GB/T 51212-2016，2.1.1]
3.2
增强现实augmented reality；AR
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采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的附加信息对使用者感知到的真实世界进行增强的环
境，生成的信息以视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等生理感觉融合的方式加至真实场景中。
[来源：GB/T 38247-2019，2.1.2]
3.3
增强现实可视化augmented reality visualization
将非视觉的抽象数据处理成可供用户以视觉方式进行认知和理解的数字信息，并将其叠加到物理场
景中呈现给用户的技术。
[来源：GB/T 38247-2019，2.3.10]
3.4
增强现实客户端augmented reality client
在网络平台上与服务端对应，为用户提供本地增强现实服务的应用程序。
[来源：GB/T 38247-2019，2.3.14]
3.5
增强现实服务端augmented reality server
在网络平台上与客户端对应，为用户提供响应服务请求并进行处理的应用程序。
[来源：GB/T 38247-2019，2.3.15]
3.6
全球导航卫星系统global navigation satellite system；GNSS
在全球范围提供定位、导航和授时服务的卫星系统的统称。如全球定位系统（GPS）、格洛纳斯导
航卫星系统（GLONASS）、伽利略导航卫星系统（Galileo）和北斗卫星导航系统（BDS）等。
[来源：GB/T 39616-2020，3.1]
3.7
实时动态测量real time kinematic；RTK
全球导航卫星系统相对定位技术的一种，主要通过基准站和流动站之间的实时数据链路和载波相对
定位快速解算技术，实现高精度动态相对定位。
[来源：GB/T 39616-2020，3.3]
3.8
探地雷达ground penetration radar；GPD
向被探测目标体发射高频电磁波束，通过观测反射电磁波的时间滞后及强弱特征研究目标体特性的
电磁勘探装置。
[来源：JT/T 940-2014，2.1.2]
4 概述
电力接地网开挖可视化定位技术，通过电力接地网建筑信息模型（BIM）、增强现实（AR）设备、
实时动态测量（RTK）设备和探地雷达（GPD）等技术手段，实现以下两类工作：
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a）图纸齐全电力接地网开挖可视化定位，主要是图纸齐全的新建电力接地网施工、验收，图纸齐
全的老旧电力接地网施工、验收、运维和检修。
b）图纸不全电力接地网开挖可视化定位，主要是图纸不全老旧电力接地网施工、验收、运维和检
修。
5 检测设备要求
5.1 AR 设备
AR 设备，应具备如下功能：
a) 可以安装操作系统及应用软件；
b) 可以连接到互联网；
c) 具有摄像功能。
AR 设备外观和结构、电源适应能力、电磁兼容性和环境适应性相关要求与测试参照T/GDID
1010-2018 执行。
AR 设备的参数要求参见附录A.1。
5.2 RTK 设备
RTK 设备，应具备主要功能：
a) 采用网络RTK；
c) 支持系统：BDS，GPS，GLONASS 和Galileo 全系统多频点。
RTK 设备计量性能、通用技术要求参照JJG 2301-2013 执行，其检定要求参照CH/T 8018-2009 执
行。
RTK 设备的参数要求参见附录A.2。
5.3 GPD 设备
GPD 设备，应具备主要功能：
a) 应配置测距装置；
b) 具有可定位目标物的深度、水平位置，同时可对多目标信息进行统计并输出的功能；
c) 应具有卫星定位系统接口。
GPD 设备试验、检验要求参照T/FJSJLCSXH 002-2022 执行。
GPD 设备的参数要求参见附录A.3。
GPD 设备使用的特殊环境要求为，环境温度：20 ℃±5 ℃；相对湿度：5%至85%；气压：标准
大气压；环境周围无影响仪器正常工作的强电磁干扰。
6 工作流程
6.1 获取电力接地网特征信息
通过现场勘查、实测、资料收集等方式，获取电力接地网设计施工图纸和接地网中各条接地体的坐
标图纸，对电力接地网图纸特征信息进行数据统一格式、统一坐标等预处理。其中，特征信息应包括电
力接地网导体尺寸、形状、深度、坐标点、连接方式等信息。
6.2 建立三维电力接地网BIM
针对图纸齐全的电力接地网开挖，采用提取到的电力接地网图纸特征信息，建立电力接地网BIM。
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针对图纸不全部分的电力接地网，使用GPD 探测并三维重建图纸不全部分的电力接地网BIM。
6.3 确定电力接地网中各条接地体的定位数据
针对电力接地网设计施工图纸中各条接地线的工程坐标以及现场勘查、实测获得的部分接地线的经
纬度坐标，采用特征提取和目标检测确定电力接地网中各条接地体的定位数据文件。其中，电力接地网
中各条接地体的定位数据可以通过GNSS 如BDS 的坐标信息来表示。
6.4 配准三维电力接地网BIM 和定位数据
将三维电力接地网BIM 中的电力接地网各条接地体的定位数据与采用特征提取和目标检测获得的
电力接地网各条接地体的定位数据配准，生成包含电力接地网各条接地体准确定位数据的三维电力接地
网BIM，并配置在增强现实服务端和客户端。
6.5 核对坐标系
通过AR 客户端的AR 设备显示电力接地网BIM 并与电力接地网开挖现场虚实融合，核对电力接
地网各条接地体定位数据在摄像机坐标系、物体坐标系和场景坐标系中的一致性，如不一致，应进行坐
标系校准。
6.6 设置电力接地网可视化开挖点
在电力接地网BIM 中设置开挖点，AR 客户端的AR 设备中应显示开挖点在摄像机坐标系、物体坐
标系和场景坐标系中的定位数据。
6.7 电力接地网现场开挖点可视化定位
使用RTK 设备匹配开挖现场和电力接地网BIM 中的定位信息，使用AR 客户端的AR 设备可视化
显示电力接地网BIM 中对应的现场开挖点。
6.8 电力接地网现场开挖后三维重建与数据归档
将电力接地网现场开挖的位置、深度、尺寸、影像资料等开挖信息传输到增强现实服务端，依据开
挖信息更新电力接地网BIM，并进行数据归档。
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A
附录A
（规范性）
设备参数要求
A.1 AR 设备
表A.1 AR 设备参数要求表
序号名称要求
1 显示屏10 英寸，分辨率≥200 ppi
2 中央处理器中央处理器、图形处理器和神经网络引擎≥4 核
3 内存≥8 GB
4 摄像头≥800 万像素，广角和超广角
5 定位功能具备激光雷达扫描仪，三轴陀螺仪
6 通信自身携带4G 或5G 通信模组
A.2 RTK 设备
表A.2 RTK 设备参数要求表
序号名称要求
1 网络要求自身携带4G 通信模组提供网络
2 定位天线全频段天线
3 定位精度平面≤8 mm，高程≤15 mm
4 冷启动时间≤25 s
5 热启动时间≤10 s
A.3 GPD 设备
表A.3 GPD 设备参数要求表
序号名称要求
1 增益≥150 dB
2 时窗≥5 ns，可选
3 扫描速率≥8 道/s，可选
4 单道采样点数≥512 个
5 信号叠加次数≥3 次
6 天线中心频率400 MHz~ 3 GHz
7 信噪比≥20
8 接地体材质辨识能准确判断接地体材质为金属或非金属
9 深度测量示值误差接地网埋深h<1000 mm: ≤40 mm；
接地网埋深h≥1000 mm: ≤0.04 h
10 水平定位示值误差接地网埋深h<1000 mm: ≤30 mm；
接地网埋深h≥1000 mm:≤0.03 h
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B
附录B
（资料性）
电力接地网开挖可视化定位实施示例
B.1 获取电力接地网特征信息
以某110 kV 变电站电力接地网开挖为例，使用RTK 设备现场勘查、实测以及资料收集，获取如图
B.1 所示的电力接地网设计施工图纸和接地网中各条接地体的坐标图纸，对电力接地网图纸特征信息进
行数据统一格式、统一坐标等预处理，其中，特征信息应包括电力接地网导体尺寸、形状、深度、坐标
点、连接方式等信息。
图B.1 某110 kV 变电站电力接地网图纸示例
B.2 建立三维电力接地网BIM
该例为图纸齐全的电力接地网开挖，采用提取到的电力接地网图纸特征信息，建立三维电力接地网
BIM 如图B.2 所示。
图B.2 某110 kV 变电站电力接地网三维电力接地网BIM
如果是图纸不全的电力接地网，则在现场使用GPD 探测并三维重建图纸不全部分的电力接地网
BIM（如图B.3 所示）。
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图B.3 使用GPD 探测并三维重建图纸不全部分的电力接地网BIM
B.3 确定电力接地网中各条接地体的定位数据
针对电力接地网设计施工图纸中各条接地体的工程坐标以及现场勘查、实测获得的部分接地体的经
纬度坐标，采用特征提取和目标检测确定电力接地网中各条接地体的定位数据文件。具体为，采用特征
提取算法（Oriented Fast and Rotated Brief，ORB）识别的方式以及霍夫检测（Hough Transform），判断
每一个定位点在施工图纸中的具体位置，该定位结果以一个JS 对象简谱（JavaScript Object Notation，
json）配置文件保存，以构成定位数据文件。
B.4 配准三维电力接地网BIM 和定位数据
将三维电力接地网BIM 中的电力接地网各条接地体的定位数据与采用特征提取和目标检测获得的
电力接地网各条接地体的定位数据配准，生成包含电力接地网各条接地体准确定位数据的三维电力接地
网BIM（如图B.4 所示），并配置在增强现实服务端（如图B.5 所示）和客户端（如图B.6 所示）。
图B.4 定位数据配准后生成的某110 kV 变电站电力接地网三维电力接地网BIM
图B.5 增强现实服务端某110 kV 变电站电力接地网三维电力接地网BIM
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图B.6 增强现实客户端某110 kV 变电站电力接地网三维电力接地网BIM
B.5 核对坐标系
通过AR 客户端的AR 设备显示电力接地网BIM（如图B.7 所示）并与电力接地网开挖现场虚实融
合（如图B.8 所示）。其中，电力接地网各条接地体定位数据在摄像机坐标系、物体坐标系和场景坐标
系中一致性，如不一致，应进行坐标系校准。
图B.7 AR 客户端的AR 设备显示电力接地网BIM
图B.8 AR 设备显示电力接地网BIM 与开挖现场虚实融合
B.6 设置电力接地网可视化开挖点
在电力接地网BIM 中设置开挖点（图B.9 所示），AR 客户端的AR 设备中可以显示开挖点在摄像
机坐标系、物体坐标系和场景坐标系中的定位数据。
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9
图B.9 在电力接地网BIM 中设置开挖点
B.7 电力接地网现场开挖可视化定位
使用RTK 设备匹配开挖现场和电力接地网BIM 中的定位信息（如图B.10 所示），使用AR 客户端
的AR 设备可视化显示电力接地网BIM 中对应的现场开挖点（如图B.11 所示）。
图B.10 RTK 设备匹配开挖现场和电力接地网BIM 中的定位信息
图B.11 AR 设备可视化显示电力接地网建BIM 中对应的现场开挖点
B.8 电力接地网现场开挖后三维重建与数据归档
将电力接地网现场开挖的位置、深度、尺寸、影像资料等开挖信息传输到AR 服务端（如图B.12
所示），依据开挖信息更新电力接地网BIM，并进行数据归档。
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图B.12 电力接地网现场开挖影像资料和数据归档