GPS在電力工程測量的應用研究

李淑銘

摘 要：GPS（Global Positioning System）即全球定位系統，它最早被研發應用于20世紀60年代的美國軍方?，F如今，GPS技術的應用范圍已經遍布全世界的各個行業領域。本文主要探討了GPS技術體系中的衍生技術——GPS精密單點定位技術在電力工程測量中的具體應用，體現其技術應用優越性。

關鍵詞：GPS精密單點定位測量技術；電力工程；工作流程；應用

中圖分類號：P228 文獻標志碼：A

傳統GPS技術多以靜態測量為主，已經在工程勘測領域廣泛應用，但專業領域都了解GPS靜態測量需要保證兩個以上的已知點聯測才能實現測量結果的高精確度。不過，GPS靜態測量多點布設顯然要消耗大量人力成本及經濟成本，為了解決這一問題，GPS精密單點定位測量技術應運而生。

1 GPS精密單點定位測量技術

GPS系統運用到了國際GNSS服務組織IGS所提供的計算機系統及GPS衛星精密鐘差及星歷，一般采用單臺GPS設備來實現雙頻雙碼觀測數據接收，能夠實現全球范圍內的任意位置高精度實時定位，這就是傳統的精密單點定位。從技術測量角度來講，傳統GPS定位中所存在的主要誤差來自于衛星軌道誤差、衛星鐘差誤差以及電離層延時誤差。如果采用雙頻雙碼接收機，就可配合LC相位來實現電離層延時消除，再利用IGS所提供的精密星歷、衛星鐘差來消除軌道誤差，最后達到對相位值的精確計算測量，獲得接收機的實際位置，滿足GPS精密單點定位測量條件。

2 GPS精密單點定位系統的技術優勢分析

GPS精密單點定位系統相比于傳統GPS單點定位系統技術優勢較多，具體分為4點展開分析。

2.1 作業原理優勢

傳統GPS系統主要依據偽距觀察值配合從衛星軌道所獲得的各方面參數來實施定位，其定位誤差在10m左右。相比較而言，GPS精密單點定位系統則通過載波相位觀測值結合IGS所提供的衛星鐘差及精密星歷來達成定位目標。從操作原理與技術內容來看，GPS精密單點定位系統都比傳統GPS系統更加先進，且具有相對更高的操作安全可靠性。

2.2 定位設備優勢

傳統GPS系統采用GPS芯片配合GPS天線、廣播星歷進行定位，整個定位過程雖然簡單，但在測量計算精確度方面表現不佳，測量結果可能存在一定誤差。而如果采用GPS精密單點定位系統進行測量，則會利用到雙頻雙碼GPS接收機，保證在任何位置、任何高度、任何時間、任何條件下進行有效測量，這對整個測量工作效率提高很有幫助，也同時優化了測量工作的便捷性。

2.3 誤差處理優勢

GPS精密單點定位系統在測量誤差處理方面更有優勢，因為它利用非差模式來構建誤差模型，這一模型對于所測誤差的修正與估計更到位，更能體現定位測量的精準性。

2.4 其他優勢

如上文所述，GPS精密單點定位系統在測量精度上可以達到厘米級，而傳統GPS系統在測量方面的定位精度大約在10m左右，測量結果精度相差懸殊。

3 GPS精密單點定位系統的技術實踐操作流程介紹

GPS精密單點定位系統的技術實踐操作流程主要包括以下6個步驟，本文將作出一一介紹。

第一，要進行觀測數據剔除，主要剔除那些不正常的觀測數據對象，例如周跳不正常數據等等。而正確的觀測數據則要全部轉換為RINEX標準格式輸出待用。

第二，要按照所觀測數據的GPS年積日或公歷時間來進行分析，利用軟件來求解GPS測量結果數據所對應的周與周天數據內容。

第三，要根據所觀測數據所體現出的GPS周、周天來進行分級，這里要結合美國國家航空航天局官方官網所下載的精密星歷來進行測量。其測量數據采樣間隔大約在30s一次，保證測量時間間隔與衛星鐘差相互一致。

第四，利用GPS系統平臺對單點定位坐標進行求解，并依據觀測點導入觀測數據，結合精密星歷與衛星鐘差進行觀測值測量計算。例如可構建基于WGS-84的橢球地理坐標系，或者構建空間直角坐標系。

第五，要將單點定位坐標單獨列出來進行計算，結合WGS-84大地坐標體系，配合高斯克呂格投影計算來獲得國家范圍的地理坐標系平面坐標數據，對大范圍內對象進行精確測量。

第六，要通過單點定位坐標中的WGS-84經緯度來優化坐標參數，例如將大地高作為參數來導入區域高程異常參數，在系統中配置參數文件，結合軟件計算來求解單點定位坐標值，主要是求得單點定位坐標值的正常高與高程異常值。

結合上述6點GPS精密單點定位系統的工作流程，就能夠獲得相比于傳統GPS系統更加精確的單點測量結果，凸顯該創新GPS測量技術的技術優勢。

4 GPS精密單點定位系統在電力工程測量中的應用研究

GPS系統在電力工程行業領域應用廣泛，它能夠有效迎合并適應工作環境極為復雜的電力工程技術工作體系，為電力工程提供范圍相對較廣的電力工程測量方案，保證在工程建設初期為其構建與國家坐標系統相互統一的工程測量區域控制系統，提高電力工程測量工作質量，保證電力工程項目測量順利推進，技術內容實施到位。以下簡單介紹一下GPS精密單點定位系統在電力工程測量工作中的兩點實用性技術應用。

4.1 在輸電線路工程測量中的技術應用分析

GPS精密單點定位系統在輸電線路工程測量應用中相對常見，因為輸電線路施工中會常常牽扯到一些高壓電線路的危險操作，所以需要該技術來進行航外工作導航。在測量過程中，還要對測量區域的首級控制點進行分析，為其設定起算坐標，并提出以下3點技術要求：首先所設置的首級控制點要在3個或3個以上，且要求所有點均勻分布于測量工作區域內。在首級控制點的間距選擇上要根據輸電線路的總長度來設置；其次要采用靜態觀測方式，對首級控制點與像控制點實施同時觀測，保證觀測時間在5h以上；第三，針對首級控制點觀測點的位置設置，要按照國家級控制點觀測原則來做，設置過程中要充分考慮到交通便利因素、周邊環境因素、易于觀測原則因素等，最好設置固定標志，為基準站定位，確保觀測數據真實完整且有效。

4.2 在變電站控制測量中的技術應用分析

我國變電站建設規模相對較大，所以它對于GPS測量技術的要求也越來越高。變電站基于國家級控制點來進行比例尺測量，并建立測量區域控制網相對技術困難，且測量精度也無法保證。因此采用以GPS單點定位系統為核心的GPS控制網能夠利用高精度測量技術來獲得起算坐標，充分考量到變電站大型工程的各方面現實需求，改變傳統中利用數字化測圖的技術流程，而采用GPS精密單點定位技術來實現對數字化測圖的解算操作，根據控制網起算坐標來實施解算操作驗證，再根據控制點來實現假設測圖調整，最終獲得基于國家級精準控制點的數字化地形圖。這一數字化地圖的測量獲取極大程度降低了測量站工作人員的工作強度，還全面提升了其測量速度與效率，可以將其利用于發生地震、臺風等災害的地區，實現這些地區的變電站電力工程的精準測量。

結語

GPS系統在電力工程測量中應用廣泛且高效，而本文所討論的GPS精密單點定位系統則在原有GPS技術基礎上更上一層樓，提出了更高測量效率、更低測量成本的創新技術內容，它能為電力工程測量更好服務，確保了電力工程建設的安全穩定性與有效性。

參考文獻

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