分析GPS在電力工程測(cè)量的應(yīng)用

李超

【摘 要】GPS技術(shù)憑借其高精度的定位導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，為電力自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了標(biāo)準(zhǔn)而統(tǒng)一的時(shí)間，因此被廣泛應(yīng)用，可見，GPS技術(shù)對(duì)電力自動(dòng)化的影響不容小覷，本文就對(duì)GPS在電力工程測(cè)量的應(yīng)用有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】GPS；電力；工程測(cè)量；應(yīng)用

1分析GPS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著GPS技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，電力工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)水平的科技化水平也越來越高，科技的應(yīng)用促進(jìn)了勘測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，而測(cè)量技術(shù)手段和GPS儀器設(shè)備的不斷更新及突破，使得電力工程的勘測(cè)也能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新。采用定位技術(shù)的RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)了定位技術(shù)領(lǐng)域的突破，這一技術(shù)在電力工程中的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了線路航測(cè)的大規(guī)模路徑測(cè)量，還能實(shí)現(xiàn)放樣塔基的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，通過程序的簡(jiǎn)化，節(jié)省了人力物力，實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)效率的提高。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路的野外終勘，淘汰了圖解控制等技術(shù)手段；在廠站的測(cè)量工作中，為了實(shí)現(xiàn)各級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)的高精度測(cè)定，就可以運(yùn)用GPS新技術(shù)，該技術(shù)能依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)地形點(diǎn)及地物點(diǎn)的測(cè)量，在測(cè)定中有時(shí)候甚至可以進(jìn)行各級(jí)控制點(diǎn)的布設(shè)就能實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)定。利用測(cè)圖軟件系統(tǒng)，能夠充分的利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)野外繪圖的一次性完成，還能進(jìn)行各種比例圖件的打印。

2分析GPS精密單點(diǎn)定位測(cè)量技術(shù)

GPS系統(tǒng)運(yùn)用到了國(guó)際GNSS服務(wù)組織IGS所提供的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及GPS衛(wèi)星精密鐘差及星歷，通常采用單臺(tái)GPS設(shè)備來實(shí)現(xiàn)雙頻雙碼觀測(cè)數(shù)據(jù)接收，能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的任意位置高精度實(shí)時(shí)定位，這就是傳統(tǒng)的精密單點(diǎn)定位。從技術(shù)測(cè)量角度來講，傳統(tǒng)GPS定位中所存在的主要誤差來自于衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差誤差以及電離層延時(shí)誤差。如果采用雙頻雙碼接收機(jī)，就可配合LC相位來實(shí)現(xiàn)電離層延時(shí)消除，再利用IGS所提供的精密星歷、衛(wèi)星鐘差來消除軌道誤差，最后達(dá)到對(duì)相位值的精確計(jì)算測(cè)量，獲得接收機(jī)的實(shí)際位置，滿足GPS精密單點(diǎn)定位測(cè)量條件。

3分析GPS精密單點(diǎn)定位系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)踐操作流程

第一，剔除觀測(cè)數(shù)據(jù)，主要剔除那些不正常的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)象，例如周跳不正常數(shù)據(jù)等。而正確的觀測(cè)數(shù)據(jù)則要全部轉(zhuǎn)換為RINEX標(biāo)準(zhǔn)格式輸出待用。第二，要按照所觀測(cè)數(shù)據(jù)的GPS年積日或公歷時(shí)間來進(jìn)行分析，利用軟件來求解GPS測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的周與周天數(shù)據(jù)內(nèi)容。第三，根據(jù)所觀測(cè)數(shù)據(jù)所體現(xiàn)出的GPS周、周天來進(jìn)行分級(jí)，這里要結(jié)合美國(guó)國(guó)家航空航天局官方官網(wǎng)所下載的精密星歷來進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量數(shù)據(jù)采樣間隔大約在30s一次，保證測(cè)量時(shí)間間隔與衛(wèi)星鐘差相互一致。第四，利用GPS系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)單點(diǎn)定位坐標(biāo)進(jìn)行求解，并依據(jù)觀測(cè)點(diǎn)導(dǎo)入觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合精密星歷與衛(wèi)星鐘差進(jìn)行觀測(cè)值測(cè)量計(jì)算。例如可構(gòu)建基于WGS-84的橢球地理坐標(biāo)系，或者構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系。第五，要將單點(diǎn)定位坐標(biāo)單獨(dú)列出來進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合WGS-84大地坐標(biāo)體系，配合高斯克呂格投影計(jì)算來獲得國(guó)家范圍的地理坐標(biāo)系平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)大范圍內(nèi)對(duì)象進(jìn)行精確測(cè)量。第六，要通過單點(diǎn)定位坐標(biāo)中的WGS-84經(jīng)緯度來優(yōu)化坐標(biāo)參數(shù)，例如將大地高作為參數(shù)來導(dǎo)入?yún)^(qū)域高程異常參數(shù)，在系統(tǒng)中配置參數(shù)文件，結(jié)合軟件計(jì)算來求解單點(diǎn)定位坐標(biāo)值，主要是求得單點(diǎn)定位坐標(biāo)值的正常高與高程異常值。結(jié)合上述6點(diǎn)GPS精密單點(diǎn)定位系統(tǒng)的工作流程，就能獲得相比于傳統(tǒng)GPS系統(tǒng)更加精確的單點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，凸顯該創(chuàng)新GPS測(cè)量技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4分析GPS精密單點(diǎn)定位在電力工程測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

電力施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，施工涉及的范圍十分廣，包括發(fā)電廠的施工、變電站的施工和輸電線路的施工，這些主體工程在施工之前，一定要對(duì)電力工程進(jìn)行測(cè)量。這樣才可以確保電力工程建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。下面就對(duì)GPS精密單點(diǎn)定位在不同電力工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行具體的分析：

4.1在輸電線路工程測(cè)量中的應(yīng)用

GPS精密單點(diǎn)定位系統(tǒng)在輸電線路工程測(cè)量應(yīng)用中相對(duì)常見，因?yàn)檩旊娋€路施工中會(huì)常常牽扯到一些高壓電線路的危險(xiǎn)操作，所以需要該技術(shù)來進(jìn)行航外工作導(dǎo)航。在測(cè)量過程中，還要對(duì)測(cè)量區(qū)域的首級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行分析，為其設(shè)定起算坐標(biāo)，并提出以下三點(diǎn)技術(shù)要求：首先，所設(shè)置的首級(jí)控制點(diǎn)要在3個(gè)或3個(gè)以上，且要求所有點(diǎn)均勻分布于測(cè)量工作區(qū)域內(nèi)。在首級(jí)控制點(diǎn)的間距選擇上要根據(jù)輸電線路的總長(zhǎng)度來設(shè)置；其次要采用靜態(tài)觀測(cè)方式，對(duì)首級(jí)控制點(diǎn)與像控制點(diǎn)實(shí)施同時(shí)觀測(cè)，保證觀測(cè)時(shí)間在5h以上；最后，針對(duì)首級(jí)控制點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)的位置設(shè)置，要按照國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)觀測(cè)原則來做，設(shè)置過程中要充分考慮到交通便利因素、周邊環(huán)境因素、易于觀測(cè)原則因素等，最好設(shè)置固定標(biāo)志，為基準(zhǔn)站定位，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)完整且有效。

4.2在變電站和發(fā)電廠控制測(cè)量中的實(shí)應(yīng)用

近幾年，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)電力的需求逐漸增加，為了能夠滿足人們的生產(chǎn)和生活用電，一定要大力發(fā)展電力工程。面對(duì)這些情況，有的發(fā)電廠、變電站等開始大規(guī)模的建設(shè)。這些電力工程在建設(shè)時(shí)，需要尋找國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)，并需要測(cè)量人員利用比例尺等進(jìn)行測(cè)量，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果建立與國(guó)家級(jí)坐標(biāo)一致的測(cè)量區(qū)域的控制網(wǎng)。然而，尋找國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)是比較困難的，尤其是對(duì)一些高原地區(qū)等的電廠的測(cè)量，其國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)的尋找任務(wù)更為艱難。為了防止這種測(cè)量難的現(xiàn)狀，可采用GPS控制網(wǎng)，利用精密單點(diǎn)定位技術(shù)來獲取起算坐標(biāo)。并且，電力工程施工通常任務(wù)緊、工程量大，所以對(duì)于工程進(jìn)度還要充分考慮?？梢愿淖冞^去的數(shù)字化測(cè)圖流程，采用更合理的方法。如可先通過科學(xué)的架設(shè)獲取數(shù)字化測(cè)土，再利用GPS精密單點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的解算工作。在獲得整個(gè)控制網(wǎng)的起算坐標(biāo)后再進(jìn)行驗(yàn)證，之后根據(jù)得出的控制點(diǎn)進(jìn)行假設(shè)測(cè)圖的調(diào)整。經(jīng)過上述操作，就能獲得與國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)相一致的數(shù)字化地形圖。不但可以減輕測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能提高測(cè)量的效率和速度，確保整個(gè)電力工程按時(shí)完成。對(duì)于一些遭受地震災(zāi)害的地區(qū)而言，在災(zāi)害中其國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)會(huì)被破壞，也無法保證找到的國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)其精度。在這些地區(qū)的電力工程測(cè)量中，利用GPS精密單點(diǎn)測(cè)量效果更加明顯。

5結(jié)語

總之，運(yùn)用先進(jìn)的GPS技術(shù)能夠有有效的提高測(cè)量精度，還能減少測(cè)量中人力物力的投入，因此必須加大研究和創(chuàng)新力度，探尋GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化中的最佳途徑，以更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化、規(guī)模化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

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（作者單位：中國(guó)電建集團(tuán)河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）