王伯濤

[摘 要]GPS技術(shù)的應(yīng)用，在保護生態(tài)環(huán)境等方面還能起到很好的經(jīng)濟和社會效益。為此本文對這一技術(shù)的應(yīng)用做了詳細的闡述。

[關(guān)鍵詞]GPS；電力工程測量；應(yīng)用

我國電力系統(tǒng)自動化程度不斷提高，不僅極大改善了電網(wǎng)的穩(wěn)定性能，也促使供電質(zhì)量更為安全可靠，這無疑得益于先進的科學(xué)技術(shù)，其中GPS技術(shù)憑借其高精度的定位導(dǎo)航和授時服務(wù)，為電力自動化的實現(xiàn)提供了標準而統(tǒng)一的時間，故被廣泛應(yīng)用，可見GPS技術(shù)對電力自動化的影響不容小覷，值得推廣應(yīng)用。

一、GPS相關(guān)理論概述

全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個以衛(wèi)星為基礎(chǔ)，可為地面提供適時導(dǎo)航、定時、定位等功能，且這種功能具備著全球性、全天候、持續(xù)性及其適時性特點，能為用戶提供出一個精確的速度及其時間坐標等信息的三維空間的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)主要包括三部分：①空間部分即衛(wèi)星星座，由24顆衛(wèi)星組成，每6個星座組成一個軌道平面，整個衛(wèi)星系統(tǒng)一共分成4個軌道平面，軌道與軌道間為55°夾角，這樣人們在地球上的任何地方都可看到由4顆以上星組成的軌道平面，從而獲取相關(guān)的信息。②地面控制部分也就是監(jiān)控系統(tǒng)，主要功能是收集傳送和處理衛(wèi)星接收來的信息。③用戶接收部分也就是全球定位接收機。接收收主要用于捕捉衛(wèi)星信號，并跟蹤衛(wèi)星運行，解調(diào)其參數(shù)。伴隨科技進步衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的使用領(lǐng)域和范圍不斷拓展，技術(shù)含量不斷提高，全球定位系統(tǒng)在電力線路勘測中有著重要作用，已成為一種重要的測量手段。

二、工作原理

無論是電網(wǎng)的規(guī)?；l(fā)展，還是電力自動化需要，均對電網(wǎng)時間的覆蓋范圍和精確性提出了更高的要求，這也反映出原有的實時監(jiān)控系統(tǒng)已難以適應(yīng)當(dāng)下電力工作要求，故在此背景下，電力自動化發(fā)展需要系統(tǒng)時鐘的精確統(tǒng)一；電力調(diào)度人員則希望調(diào)度中心與電站時鐘精的確統(tǒng)一；電力系統(tǒng)負荷管理、頻率監(jiān)測、故障定位、事件記錄、運行報表統(tǒng)計等需要時鐘的精確統(tǒng)一；就連繼電保護動作的先后順序也需要時鐘的精確統(tǒng)一，而這些均與電力自動化息息相關(guān)，由此可知，GPS技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用是大勢所趨。

根據(jù)電力自動化不同場合對數(shù)據(jù)同時性精度的要求，如故障定位的時間精度為0.5μs，自適應(yīng)繼電保護的時間精度為5μs等，分別對WWV、WWVB、OMEGA、GOES、GPS、光纖傳輸、數(shù)字微波等同步時鐘信號源的誤差進行了測試和比較，事實證明，GPS技術(shù)是實現(xiàn)電力自動化時鐘統(tǒng)一的最佳選擇，當(dāng)GPS接收機收到衛(wèi)星信號后會將分別輸出相應(yīng)的頻率、PPS秒脈沖、時間碼等，然后GPS時鐘經(jīng)由串口向計算機傳遞時間信息，隨后在接收軟件的作用下對計算機時間進行實時修改，此時計算機會借助總線將時間信息分別發(fā)送至繼電保護及其他自動化裝置，并同時向其傳輸PPS脈沖，最后自動化裝置會將時間寫入對應(yīng)的時間芯片中用于更新時間，以此實現(xiàn)GPS同步授時服務(wù)。

三、GPS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

GPS技術(shù)在電力工程的應(yīng)用可以追朔到上世紀九十年代初期，隨著GPS技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，電力工程的勘測設(shè)計水平的科技化水平也越來越高，科技的應(yīng)用促進了勘測技術(shù)的不斷發(fā)展，而測量技術(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也能夠及時的實現(xiàn)技術(shù)更新。采用定位技術(shù)的RTK技術(shù)實現(xiàn)了定位技術(shù)領(lǐng)域的突破，這一技術(shù)在電力工程中的運用實現(xiàn)了線路航測的大規(guī)模路徑測量，還能實現(xiàn)放樣塔基的實時動態(tài)檢測，通過程序的簡化，節(jié)省了人力物力，實現(xiàn)了勞動效率的提高。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對輸電線路的野外終勘，有效的淘汰了圖解控制等技術(shù)手段；在廠站的測量工作中，為了實現(xiàn)各級控制點坐標的高精度測定，就可以運用GPS新技術(shù)，這一技術(shù)能夠依據(jù)一定數(shù)量的基準控制點來實現(xiàn)地形點及地物點的測量，在測定中有時候甚至可以進行各級控制點的布設(shè)就能實現(xiàn)高精度的測定。利用測圖軟件系統(tǒng)，能夠充分的利用計算機來實現(xiàn)野外繪圖的一次性完成，還能進行各種比例圖件的打印。

四、GPS精密單點定位在電力工程測量中的實際應(yīng)用

電力施工是一項非常復(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，一定要對電力工程進行測量。這樣才可以確保電力工程建設(shè)項目的順利進行。下面就對GPS精密單點定位在不同電力工程測量中的應(yīng)用進行具體的分析：

1.GPS精密單點定位在輸電線路工程測量中的應(yīng)用。在輸電線路的施工中，尤其是對一些特高輸電線路的施工，施工的時候需要完成其航外工作。主要任務(wù)是對輸電線路的初設(shè)路徑進行測量，然后相應(yīng)的對航測的成果進行外控。在這一過程中，確定國家等級的控制點是很重要工作。當(dāng)然，尋找國家等級的控制點也是很有難度一項工作，由于早期建立的一些國家等級的控制點會受很多因素的限制和制約，其精度不高，且在長時間使用中有的已經(jīng)被破壞，有的僅存的控制點地理位置又比較偏僻，難以到達。這就增加了國家等級的控制點的尋找難度，導(dǎo)致測量人員的勞動強度增加。所以，一定要采用更加先進的GPS精密單點定位測量技術(shù)，并通過該技術(shù)來對測量區(qū)域的首級控制點進行計算，將其作為起算坐標。

2.GPS精密單點定位在變電站和發(fā)電廠控制測量中的實際應(yīng)用。近些年，伴隨社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，整個社會對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，需要尋找國家級控制點，并需要測量人員利用比例尺等進行測量，并依據(jù)測量結(jié)果建立與國家級坐標一致的測量區(qū)域的控制網(wǎng)。然而尋找國家級控制點是比較困難的，尤其是對一些高原地區(qū)等的電廠的測量，其國家級控制點的尋找任務(wù)更為艱難。為了防止這種測量難的現(xiàn)狀，可采用GPS控制網(wǎng)，利用精密單點定位技術(shù)來獲取起算坐標。并且，電力工程施工通常任務(wù)緊、工程量大，所以對于工程進度還要充分考慮?？梢愿淖冞^去的數(shù)字化測圖流程，采用更合理的方法。如可先通過科學(xué)的架設(shè)獲取數(shù)字化測土，再利用GPS精密單點定位技術(shù)進行相應(yīng)的解算工作。在獲得整個控制網(wǎng)的起算坐標后再進行驗證，之后根據(jù)得出的控制點進行假設(shè)測圖的調(diào)整。經(jīng)過上述操作，就能獲得與國家級控制點相一致的數(shù)字化地形圖。不但可以減輕測量人員的勞動強度，還能提高測量的效率和速度，確保整個電力工程按時完成。對于一些遭受地震災(zāi)害的地區(qū)而言，在災(zāi)害中其國家級控制點會被破壞，也無法保證找到的國家級控制點其精度。在這些地區(qū)的電力工程測量中，利用GPS精密單點測量效果更加明顯。

五、結(jié)語

在電力工程勘測領(lǐng)域中，運用先進的GPS技術(shù)能夠有有效的提高測量精度，還能減少測量中人力物力的投入，因此我們必須加大研究和創(chuàng)新力度，探尋GPS技術(shù)在電力自動化中的最佳途徑，以此更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)自動化、規(guī)?；?、智能化的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

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