GPS在电力工程测量的应用研究

李淑铭

摘 要：GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，它最早被研发应用于20世纪60年代的美国军方。现如今，GPS技术的应用范围已经遍布全世界的各个行业领域。本文主要探讨了GPS技术体系中的衍生技术——GPS精密单点定位技术在电力工程测量中的具体应用，体现其技术应用优越性。

关键词：GPS精密单点定位测量技术；电力工程；工作流程；应用

中图分类号：P228 文献标志码：A

传统GPS技术多以静态测量为主，已经在工程勘测领域广泛应用，但专业领域都了解GPS静态测量需要保证两个以上的已知点联测才能实现测量结果的高精确度。不过，GPS静态测量多点布设显然要消耗大量人力成本及经济成本，为了解决这一问题，GPS精密单点定位测量技术应运而生。

1 GPS精密单点定位测量技术

GPS系统运用到了国际GNSS服务组织IGS所提供的计算机系统及GPS卫星精密钟差及星历，一般采用单台GPS设备来实现双频双码观测数据接收，能够实现全球范围内的任意位置高精度实时定位，这就是传统的精密单点定位。从技术测量角度来讲，传统GPS定位中所存在的主要误差来自于卫星轨道误差、卫星钟差误差以及电离层延时误差。如果采用双频双码接收机，就可配合LC相位来实现电离层延时消除，再利用IGS所提供的精密星历、卫星钟差来消除轨道误差，最后达到对相位值的精确计算测量，获得接收机的实际位置，满足GPS精密单点定位测量条件。

2 GPS精密单点定位系统的技术优势分析

GPS精密单点定位系统相比于传统GPS单点定位系统技术优势较多，具体分为4点展开分析。

2.1 作业原理优势

传统GPS系统主要依据伪距观察值配合从卫星轨道所获得的各方面参数来实施定位，其定位误差在10m左右。相比较而言，GPS精密单点定位系统则通过载波相位观测值结合IGS所提供的卫星钟差及精密星历来达成定位目标。从操作原理与技术内容来看，GPS精密单点定位系统都比传统GPS系统更加先进，且具有相对更高的操作安全可靠性。

2.2 定位设备优势

传统GPS系统采用GPS芯片配合GPS天线、广播星历进行定位，整个定位过程虽然简单，但在测量计算精确度方面表现不佳，测量结果可能存在一定误差。而如果采用GPS精密单点定位系统进行测量，则会利用到双频双码GPS接收机，保证在任何位置、任何高度、任何时间、任何条件下进行有效测量，这对整个测量工作效率提高很有帮助，也同时优化了测量工作的便捷性。

2.3 误差处理优势

GPS精密单点定位系统在测量误差处理方面更有优势，因为它利用非差模式来构建误差模型，这一模型对于所测误差的修正与估计更到位，更能体现定位测量的精准性。

2.4 其他优势

如上文所述，GPS精密单点定位系统在测量精度上可以达到厘米级，而传统GPS系统在测量方面的定位精度大约在10m左右，测量结果精度相差悬殊。

3 GPS精密单点定位系统的技术实践操作流程介绍

GPS精密单点定位系统的技术实践操作流程主要包括以下6个步骤，本文将作出一一介绍。

第一，要进行观测数据剔除，主要剔除那些不正常的观测数据对象，例如周跳不正常数据等等。而正确的观测数据则要全部转换为RINEX标准格式输出待用。

第二，要按照所观测数据的GPS年积日或公历时间来进行分析，利用软件来求解GPS测量结果数据所对应的周与周天数据内容。

第三，要根据所观测数据所体现出的GPS周、周天来进行分级，这里要结合美国国家航空航天局官方官网所下载的精密星历来进行测量。其测量数据采样间隔大约在30s一次，保证测量时间间隔与卫星钟差相互一致。

第四，利用GPS系统平台对单点定位坐标进行求解，并依据观测点导入观测数据，结合精密星历与卫星钟差进行观测值测量计算。例如可构建基于WGS-84的椭球地理坐标系，或者构建空间直角坐标系。

第五，要將单点定位坐标单独列出来进行计算，结合WGS-84大地坐标体系，配合高斯克吕格投影计算来获得国家范围的地理坐标系平面坐标数据，对大范围内对象进行精确测量。

第六，要通过单点定位坐标中的WGS-84经纬度来优化坐标参数，例如将大地高作为参数来导入区域高程异常参数，在系统中配置参数文件，结合软件计算来求解单点定位坐标值，主要是求得单点定位坐标值的正常高与高程异常值。

结合上述6点GPS精密单点定位系统的工作流程，就能够获得相比于传统GPS系统更加精确的单点测量结果，凸显该创新GPS测量技术的技术优势。

4 GPS精密单点定位系统在电力工程测量中的应用研究

GPS系统在电力工程行业领域应用广泛，它能够有效迎合并适应工作环境极为复杂的电力工程技术工作体系，为电力工程提供范围相对较广的电力工程测量方案，保证在工程建设初期为其构建与国家坐标系统相互统一的工程测量区域控制系统，提高电力工程测量工作质量，保证电力工程项目测量顺利推进，技术内容实施到位。以下简单介绍一下GPS精密单点定位系统在电力工程测量工作中的两点实用性技术应用。

4.1 在输电线路工程测量中的技术应用分析

GPS精密单点定位系统在输电线路工程测量应用中相对常见，因为输电线路施工中会常常牵扯到一些高压电线路的危险操作，所以需要该技术来进行航外工作导航。在测量过程中，还要对测量区域的首级控制点进行分析，为其设定起算坐标，并提出以下3点技术要求：首先所设置的首级控制点要在3个或3个以上，且要求所有点均匀分布于测量工作区域内。在首级控制点的间距选择上要根据输电线路的总长度来设置；其次要采用静态观测方式，对首级控制点与像控制点实施同时观测，保证观测时间在5h以上；第三，针对首级控制点观测点的位置设置，要按照国家级控制点观测原则来做，设置过程中要充分考虑到交通便利因素、周边环境因素、易于观测原则因素等，最好设置固定标志，为基准站定位，确保观测数据真实完整且有效。

4.2 在变电站控制测量中的技术应用分析

我国变电站建设规模相对较大，所以它对于GPS测量技术的要求也越来越高。变电站基于国家级控制点来进行比例尺测量，并建立测量区域控制网相对技术困难，且测量精度也无法保证。因此采用以GPS单点定位系统为核心的GPS控制网能够利用高精度测量技术来获得起算坐标，充分考量到变电站大型工程的各方面现实需求，改变传统中利用数字化测图的技术流程，而采用GPS精密单点定位技术来实现对数字化测图的解算操作，根据控制网起算坐标来实施解算操作验证，再根据控制点来实现假设测图调整，最终获得基于国家级精准控制点的数字化地形图。这一数字化地图的测量获取极大程度降低了测量站工作人员的工作强度，还全面提升了其测量速度与效率，可以将其利用于发生地震、台风等灾害的地区，实现这些地区的变电站电力工程的精准测量。

结语

GPS系统在电力工程测量中应用广泛且高效，而本文所讨论的GPS精密单点定位系统则在原有GPS技术基础上更上一层楼，提出了更高测量效率、更低测量成本的创新技术内容，它能为电力工程测量更好服务，确保了电力工程建设的安全稳定性与有效性。

参考文献

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