【摘要】在電力工程的發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中，GPS精密單點(diǎn)定位技術(shù)是一種新興的科學(xué)技術(shù)。作為一種全新的定位技術(shù)和定位方式，這種技術(shù)的合理應(yīng)用能夠具有更高的靈活性，能有效地提高電力工程測(cè)量的工作效率，為電力工程的發(fā)展提供更加便利的條件。

 【關(guān)鍵詞】GPS;精密單點(diǎn)定位;電力工程測(cè)量

前言

靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)作為控制測(cè)量的主要方法在各個(gè)工程勘測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)必須有二個(gè)以上的已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，才能獲得高精度的測(cè)量成果。在沒(méi)有國(guó)家控制點(diǎn)或控制點(diǎn)稀少的區(qū)域，布設(shè)控制網(wǎng)進(jìn)行控制測(cè)量需要花費(fèi)大量的人力與物力。而傳統(tǒng)的GPS單點(diǎn)定位，由于只利用測(cè)碼偽距觀(guān)察值及廣播星歷所提供的衛(wèi)星軌道參數(shù)和衛(wèi)星鐘差改正進(jìn)行定位，其精度只能達(dá)到10m。而GPS精密單點(diǎn)定位測(cè)量作為一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了僅用1臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行單點(diǎn)定位，就能達(dá)到差分技術(shù)的精度要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1什么是GPS精密單點(diǎn)定位測(cè)量

利用國(guó)際GNSS服務(wù)組織(internationalGNSSservice，IGS)提供的或計(jì)算的GPS衛(wèi)星精密星歷和精密鐘差，用戶(hù)利用單臺(tái)GPS雙頻雙碼接收機(jī)的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，在全球范圍內(nèi)的任意位置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或事后的高精度定位的方法稱(chēng)為精密單點(diǎn)定位。在GPS定位中，主要誤差來(lái)源于軌道誤差、衛(wèi)星鐘差和電離層延時(shí)等。首先采用雙頻接收機(jī)，可利用LC相位組合，消除電離層延時(shí)的影響。再通過(guò)IGS提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差，消除軌道誤差和衛(wèi)星鐘差。最后利用觀(guān)測(cè)得到的相位值精確計(jì)算出接收機(jī)位置和對(duì)流層延時(shí)等信息。

2GPS精密單點(diǎn)定位系統(tǒng)和傳統(tǒng)的單點(diǎn)定位

系統(tǒng)相比的不同之處①GPS精密單點(diǎn)定位和傳統(tǒng)的定位相比，其有很多不同的地方，首先體現(xiàn)的是其作業(yè)的原理，傳統(tǒng)的定位方式就是根據(jù)偽距觀(guān)察值和衛(wèi)星軌道的參數(shù)來(lái)進(jìn)行定位，而GPS精密單點(diǎn)定位是通過(guò)載波相位觀(guān)測(cè)值以及ICS提供的精密星歷來(lái)實(shí)現(xiàn)定位的目的，相比傳統(tǒng)單點(diǎn)定位，其作業(yè)原理更為先進(jìn)，可靠性更高。②定位所需要的設(shè)備也有很大的不同，傳統(tǒng)的單位定點(diǎn)主要采用的設(shè)備是GPS芯片及GPS天線(xiàn)，通過(guò)接受廣播星歷進(jìn)行定位。雖然使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，但是其計(jì)算成果的可靠性卻很低。而GPS精密單點(diǎn)定位技術(shù)需要一個(gè)包含雙頻雙碼的GPS接收機(jī)，就能夠?qū)崿F(xiàn)在任何地方和任何高度的有效測(cè)量，從而提升了整個(gè)測(cè)量工作的便捷性。③兩者的誤差處理方式也有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的單點(diǎn)定位沒(méi)有辦法建立誤差模型對(duì)誤差進(jìn)行改正。而GPS的精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位所采用的是非差模式，其能夠更好對(duì)相應(yīng)的誤差進(jìn)行合理的改正和估計(jì)，進(jìn)而在一定程度上，更好地提高了定位測(cè)量的準(zhǔn)確性。④我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的定位測(cè)量和GPS精密單點(diǎn)定位測(cè)量對(duì)于定位的精度方面也有著很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的單點(diǎn)定位的定位精度不足，僅僅只能達(dá)到10m的定位精度，而GPS精密單點(diǎn)定位技術(shù)能夠達(dá)到厘米級(jí)的精度。

3GPS精密單點(diǎn)定位的工作流程

(1)將觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)剔除周跳等不正常觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查合格后，將觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RINEX格式。(2)以每個(gè)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)GPS年積日或公歷時(shí)間經(jīng)軟件求出其對(duì)應(yīng)GPS周及周天。(3)按觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的GPS周、周天分別從美國(guó)國(guó)家航空航天局官方網(wǎng)站http：//igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product/下載對(duì)應(yīng)測(cè)站事后精密星歷igs***#.sp3.z和30s采樣間隔的衛(wèi)星鐘差igs***#.clk_30s.z。(4)求解單點(diǎn)定位坐標(biāo)在軟件平臺(tái)下，按觀(guān)測(cè)點(diǎn)導(dǎo)入對(duì)應(yīng)觀(guān)測(cè)點(diǎn)的事后精密星歷、衛(wèi)星鐘差、觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出觀(guān)測(cè)值在ITRF97框架，2000.0歷元下的WGS-84橢球地理坐標(biāo)和空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)。(5)將單點(diǎn)定位計(jì)算出的WGS-84大地坐標(biāo)按高斯克呂格投影計(jì)算出2000國(guó)家大地坐標(biāo)系平面坐標(biāo)。(6)以單點(diǎn)定位的WGS-84經(jīng)緯度、大地高為參數(shù)導(dǎo)入該區(qū)域高程異常參數(shù)配置文件，在相應(yīng)軟件下求出單點(diǎn)計(jì)算觀(guān)測(cè)值的1985國(guó)家高程基準(zhǔn)的正常高和高程異常值。

4GPS精密單點(diǎn)定位在電力工程測(cè)量中的應(yīng)用分析

眾所周知，電力工程的工作環(huán)境是非常復(fù)雜的，其設(shè)計(jì)與施工的范圍比較廣，其中包括電廠(chǎng)、變電站以及相應(yīng)的輸電線(xiàn)路等建、構(gòu)筑物的施工與設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，全國(guó)范圍建設(shè)項(xiàng)目頗多，彼此之間存在相互交叉和聯(lián)系。因此，在電力工程建設(shè)初期，快速準(zhǔn)確建立與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)相一致的測(cè)區(qū)控制系統(tǒng)，是電力工程測(cè)量的首要工作。只有這樣才能保證電力工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

4.1GPS精密單點(diǎn)定位在輸電線(xiàn)路工程測(cè)量中的應(yīng)用

我們?cè)谶M(jìn)行高壓和特高壓的輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)之前，都需要進(jìn)行航空攝影測(cè)量。航空攝影測(cè)量的精確度以及后續(xù)的設(shè)計(jì)與施工精度都取決于航線(xiàn)外控工作的準(zhǔn)確性。通常采用的方法是以國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)，建立施工GPS控制網(wǎng)。建立GPS控制網(wǎng)，尋找國(guó)家各等級(jí)控制點(diǎn)成為比不可少的工作。由于歷史原因，早期建立的國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)的精度不是很高。而且由于時(shí)間的關(guān)系，已經(jīng)有很多都遭到了破壞，國(guó)家控制網(wǎng)的大多數(shù)點(diǎn)都不能繼續(xù)使用，如果仍按以往的測(cè)量方法，去尋找國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，就會(huì)造成工作量的加大，使工作人員倍感辛苦。因此，我們可以應(yīng)用GPS精密單點(diǎn)定位技術(shù)作為控制網(wǎng)的起算坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)的科學(xué)計(jì)算。

4.2GPS精密單點(diǎn)定位在太陽(yáng)能與風(fēng)能等場(chǎng)所控制測(cè)量中的有效應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)在大力興建電力工程，尤其是風(fēng)能和太陽(yáng)能。而風(fēng)能與太陽(yáng)能的建設(shè)基本上都在偏遠(yuǎn)區(qū)域。在這樣的環(huán)境背景之下，測(cè)量人員利用相應(yīng)的比例尺地形圖與國(guó)家控制點(diǎn)來(lái)建立完善測(cè)區(qū)控制網(wǎng)就非常困難。而且這些電力工程都存在地方偏遠(yuǎn)，單個(gè)場(chǎng)地面積小，各個(gè)場(chǎng)地分布分散的特點(diǎn)。如果我們都對(duì)其進(jìn)行傳統(tǒng)的控制測(cè)量，不僅需要布設(shè)大面積的控制網(wǎng)，而且由于地形復(fù)雜導(dǎo)致控制網(wǎng)的布設(shè)十分困難。為此，我們可以利用GPS精密單點(diǎn)定位為每個(gè)建筑物單獨(dú)提供控制點(diǎn)，而不必建立龐大的控制網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的施工與設(shè)計(jì)的有效控制。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS精密單點(diǎn)定位在電力工程測(cè)量中的應(yīng)用不僅能夠提高整個(gè)工作的勞動(dòng)效率，還能有效的減少工作的難度，減少電力工程測(cè)量的成本、對(duì)進(jìn)度和質(zhì)量做出了重要的保證。由此可見(jiàn)，該技術(shù)在電力行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景，需不斷的對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)更快更好的發(fā)展。

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作者:唐騏        單位:湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院