北斗导航与5G技术在电力行业中的应用

唐宜彬 邓煜霖

【摘要】    随着现代社会的进步发展，我国在太空事业的发展上也呈现无与轮比的成果，最为显著的就是2020年我国北斗导航系统的成功建设，经过26年的探索，北斗导航最终成为我国太空上一颗耀眼的明珠，并在人们的生活、工作中发挥着重要的作用。同时，5G技术的进步发展更让我国在通信事业上得到了进一步发展，各行业领域在先进技术的支持下也焕发了新的活力。其中电力行业是我国的重要行业，北斗导航与5G技术的应用至关重要。基于此，本文就北斗导航与5G技术在电力行业中的应用进行了分析。

【关键词】    北斗导航    5G技术    电力行业

引言：

北斗导航系统构建起全球性的高精度时空基准，5G技术在有力的提高了通信质量，在电力行业中，北斗导航系统与5G技术的支持有力的保障了电网的运行安全，维护了社会的稳定与和谐，对实现现代社会的可持续发展具有十分重要的现实意义。

一、北斗导航

1.1北斗导航系统简介

2020年6月23日，随着长征三号乙运载火箭携带我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射升空，历时26年建设的中国北斗卫星导航系统终于圆满建成[1]。7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。建成了向全球提供服务的北斗导航信息系统，开始为世界提供更加优质的服务。

北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是中国时空安全的战略保障，也是国民经济和社会发展的重要支柱。该系统能够为全球用户们提供全天候、全天时、高精度定位和导航及授时服务，满足人们的工作、生活需求，极大地改善了人们的生活，促进人们向现代化生活转变。

北斗三号采用了更高性能的原子钟，其中，Rb原子钟天稳定度为10～14量级，H原子钟天稳定度为10～15量级，而且在建设过程中采用了众多新技术手段，使得空间的信号精准度得以进一步提高，且性能更优异的B2a信号使得该系统能够稳定的传输各种信号[2]。

北斗三号系统服务业务包括基本导航、区域位置报告与短报文通信、全球短报文、星基增强、国际海事搜救和扩展服务等。

1.2北斗导航系统的特点

北斗导航系统中，其空间段采用了3种轨道卫星组成混合星座，其中具有地球静止轨道（GEo）和倾斜地球同步轨道（IGsO），GEO、IGsO轨道高度均为35786km，而作为一种高轨卫星，其具有较强的抗遮挡能力，能够适应大多数环境，尤其是在低纬度地区，其应用效果也不受影响;除此以外，北斗导航系统融合了导航与通信能办，在与5G技术的融合应用上能够实现实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能，极大的方便了用户的工作与生活。

1.3北斗三号系统服务能力与北斗二号系统的优势比较

北斗三号系统服务能力较北斗二号系统有较大的提升，尤其在短报文服务方面，用户数量扩充了20倍，单次通信容量扩充10倍以上（从78字节扩充至1000汉字），用户机发射功率从10W降低至3W。

1.4北斗导航在电力行业中的应用

电作为日常中不可或缺的一部分，其平稳、安全的运行不仅对国家的安全是一种保障，对人们的生活也带来了很多便利。

1.4.1北斗导航在电力巡线中的应用

输电线路作为电网的重要组成部分经常会受到环境因素、人为因素或不可抗因素（包括线路的老化、灾难等）的影响而致使线路损坏。以往的办法是通过维修人员的自己排查来寻找问题部位，这种方法耗时长、效率不足，而且具有很大的危险。

而北斗系统的引入，结合无人机设备可以非常便利的进行电力巡线，运用北斗系统的定位导航优势，可以快速巡检到故障部位，减轻维修人员的工作难度、提升了维修人员的工作效率，据统计，北斗系统的引入比传统的人工检修的方式快了四十倍左右，不仅减少了人工消耗，而且降低了成本，达到了安全、省心的目的。

1.4.2北斗导航的精度授时

电力行业中对于时间的同步性要求比较高，保持时间的同步对于供电中调度的调控和问题的分析很重要，关键是为暂态、动态、稳态数据采集和电网故障分析提供时间同步服务[3]。

就当前而言，通常是通过脉冲对时、网络对时和卫星对时这几个种形式来实现电力系统的时间同步。其中北斗授时就属于卫星对时的主要方式，适用于对时间精度要求更高的业务，授时精度基本在20納秒上下，而且覆盖区域广阔，能够使全电网系统拥有安全稳定的时钟源。不但在调度控制系统、故障录波器等这样的智能设备需要精准的时间，而且时间的同步也对问题的查找、分析以及责任的落实都有很大的帮助，同时还可以降低安全隐患的产生，有利于供电系统的平稳、安全运行。

1.4.3 RD短报文+北斗RN位置服务技术

利用基于北斗RD短报文+北斗RN位置服务技术，可以最大程度上保障电力运维人员安全与应急通信，同时，在北斗应急指挥综合应用系统的构建上，还能够起到维护电力线路设施、抢修、恢复供电上发挥作用。

二、5G技术

2.1 5G技术概述

5G，别称5G技术，是指第五代移动通信技术、蜂窝移动通信技术，中国三大运营商于2019年11月1日上线5G商用套餐。5G的核心是表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输，主要优势在于数据传输速率高，可满足高清视频、虚拟现实等大数据量传输[4]。

随着移动互联网的进步发展，用户们对移动数据的需求也日益增长，5G技术的发展正是现代社会进步发展的重要表现。

2.2 5G技术的特点

5G技术的频谱利用率较高，在实际应用中可以减少移动终端网络数据的交换时间，并且不会受到传统网络环境的局限性问题，而且在5G技术的支持下，互联或高频段的数据互动可以之间进行，终端的通讯模块也可以实现小型化或者微型化的发展。

2.3 5G技术在电力行业中的应用

2.3.1在电力系统发电过程中的运用

5G技术的发展也进一步推动了物联网、计算机等等多种网络信息技术的进步发展，其较快的数据交换及传播速度能够最大程度上保证信息交互的及时性。比如在风力发电的过程中，虽然其发电过程比较环保，但是仍旧存在严重的电力损耗问题，导致经济效益比较低，基于此，可以在风力发电系统中加强5G技术的应用，比如利用传感器节点对该区域内的天气情况、风力变化等进行实时监控，从而结合实际情况来操控风力发电机，从而进一步提高风力发电系统的运行效率，降低能源的消耗。

2.3.2在电力系统变电环节中的运用

在变电站系统中，5G技术也具有其独特的应用价值。比如将传感器嵌入到变电站系统中，实时收集变电站系统的电压以及电流等信息并进行智能化的分析，从而进一步提高数据分析效率，减少人工分析带来的误差。

除此以外，还可以加强对变电站运行状况的实施监控，从而及时的发现其中的安全隐患并采取措施，降低变电站系统的运行风险。

2.3.3在电力系统用电环节中的运用

随着电力行业信息化建设进程的不断加快，现代化信息设备也在电力行业得到了普及应用，因此当前在电力系统中使用的很多信息设备也能够与移动通信技术连接，这也是实现电力设备智能化操控的基础。在5G技术的支持下，电力通信系统的发展也越来越完善，进一步扩大了物联网连接规模，从而使得各个移动重点的流量损耗不断降低，继而降低了电力系统用电过程的成本支出以及资源损耗。比如利用5G通信技术与物联网技术实时检测电力用户的用电功率，按照其实际情况进行电力输送状态的调节，保证电力资源的优化配置;或者是利用5G通信技术与电力通信系统来进一步提高其通信水平，在用电计量计费环节中，可以利用5G技术实现电表的西东统计，用电數据的传输等等，还可以降低人工抄表有可能出现的失误等等[5]。

三、结束语

综上所述，电力行业的发展水平直接影响着我国现代社会的发展水平，在北斗导航系统与5G技术逐渐完善的背景下，电力行业势必要紧跟时代发展潮流，加强信息化建设，积极融合北斗导航系统与5G技术，从而完善电力行业的各个业务环节，保障电力工作的稳定发展，为电力用户们提供更加优质的电力的服务，为现代社会的进步发展奠定坚实的基础。

参  考  文  献

[1]罗长兵，张敏，高寿.北斗卫星导航技术在电力行业中的运用探究[J].中国新通信，2019（07）：124.

[2]杨秀锋.浅谈北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用及展望[J].科技风，2020（03）：89.

[3]吕雅婧，滕玲，邢亚，丁慧霞，刘超.北斗卫星导航系统在电力行业的应用现状[J].电力信息与通信技术，2019（17）：70-74.

[4]吴勇毅.北斗+5G开启产业融合新纪元[J].上海信息化，2020（09）：6-11.

[5]朱渊婧，阳书拥.5G移动通信技术在电力通信系统的应用研究[J].数字通信世界，2020（08）：235-236.