电力工程测量中GPS精密单点定位的应用
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【摘要】在电力工程的发展和建设过程中，GPS精密单点定位技术是一种新兴的科学技术。作为一种全新的定位技术和定位方式，这种技术的合理应用能够具有更高的灵活性，能有效地提高电力工程测量的工作效率，为电力工程的发展提供更加便利的条件。
前言
静态GPS测量技术作为控制测量的主要方法在各个工程勘测中得到了广泛的应用。然而GPS静态测量技术必须有二个以上的已知点进行联测，才能获得高精度的测量成果。在没有国家控制点或控制点稀少的区域，布设控制网进行控制测量需要花费大量的人力与物力。而传统的GPS单点定位，由于只利用测码伪距观察值及广播星历所提供的卫星轨道参数和卫星钟差改正进行定位，其精度只能达到10m。而GPS精密单点定位测量作为一种先进的测量技术，实现了仅用1台GPS接收机进行单点定位，就能达到差分技术的精度要求，具有广阔的应用前景。
1什么是GPS精密单点定位测量
利用国际GNSS服务组织（internationalGNSSservice，IGS）提供的或计算的GPS卫星精密星历和精密钟差，用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据，在全球范围内的任意位置实现实时或事后的高精度定位的方法称为精密单点定位。在GPS定位中，主要误差来源于轨道误差、卫星钟差和电离层延时等。首先采用双频接收机，可利用LC相位组合，消除电离层延时的影响。再通过IGS提供的精密星历和卫星钟差，消除轨道误差和卫星钟差。最后利用观测得到的相位值精确计算出接收机位置和对流层延时等信息。
2GPS精密单点定位系统和传统的单点定位
系统相比的不同之处①GPS精密单点定位和传统的定位相比，其有很多不同的地方，首先体现的是其作业的原理，传统的定位方式就是根据伪距观察值和卫星轨道的参数来进行定位，而GPS精密单点定位是通过载波相位观测值以及ICS提供的精密星历来实现定位的目的，相比传统单点定位，其作业原理更为先进，可靠性更高。②定位所需要的设备也有很大的不同，传统的单位定点主要采用的设备是GPS芯片及GPS天线，通过接受广播星历进行定位。虽然使用的设备简单，但是其计算成果的可靠性却很低。而GPS精密单点定位技术需要一个包含双频双码的GPS接收机，就能够实现在任何地方和任何高度的有效测量，从而提升了整个测量工作的便捷性。③两者的误差处理方式也有很大的区别，传统的单点定位没有办法建立误差模型对误差进行改正。而GPS的精密单点定位精密单点定位所采用的是非差模式，其能够更好对相应的误差进行合理的改正和估计，进而在一定程度上，更好地提高了定位测量的准确性。④我们还会发现，传统的定位测量和GPS精密单点定位测量对于定位的精度方面也有着很大的区别，传统的单点定位的定位精度不足，仅仅只能达到10m的定位精度，而GPS精密单点定位技术能够达到厘米级的精度。
3GPS精密单点定位的工作流程
（1）将观测数据剔除周跳等不正常观测数据，经检查合格后，将观测数据转换为标准RINEX格式。（2）以每个观测数据GPS年积日或公历时间经软件求出其对应GPS周及周天。（3）按观测数据的GPS周、周天分别从美国国家航空航天局官方网站http：//igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product/下载对应测站事后精密星历igs***#.sp3.z和30s采样间隔的卫星钟差igs***#.clk_30s.z。（4）求解单点定位坐标在软件平台下，按观测点导入对应观测点的事后精密星历、卫星钟差、观测数据，分别计算出观测值在ITRF97框架，2000.0历元下的WGS-84椭球地理坐标和空间直角坐标系坐标。（5）将单点定位计算出的WGS-84大地坐标按高斯克吕格投影计算出2000国家大地坐标系平面坐标。（6）以单点定位的WGS-84经纬度、大地高为参数导入该区域高程异常参数配置文件，在相应软件下求出单点计算观测值的1985国家高程基准的正常高和高程异常值。
4GPS精密单点定位在电力工程测量中的应用分析
众所周知，电力工程的工作环境是非常复杂的，其设计与施工的范围比较广，其中包括电厂、变电站以及相应的输电线路等建、构筑物的施工与设计。随着现代化建设进程的加快，全国范围建设项目颇多，彼此之间存在相互交叉和联系。因此，在电力工程建设初期，快速准确建立与国家坐标系统相一致的测区控制系统，是电力工程测量的首要工作。只有这样才能保证电力工程项目的顺利进行。
4.1GPS精密单点定位在输电线路工程测量中的应用
我们在进行高压和特高压的输电线路的设计之前，都需要进行航空摄影测量。航空摄影测量的精确度以及后续的设计与施工精度都取决于航线外控工作的准确性。通常采用的方法是以国家等级控制点为起算数据，建立施工GPS控制网。建立GPS控制网，寻找国家各等级控制点成为比不可少的工作。由于历史原因，早期建立的国家等级控制点的精度不是很高。而且由于时间的关系，已经有很多都遭到了破坏，国家控制网的大多数点都不能继续使用，如果仍按以往的测量方法，去寻找国家等级控制点进行联测，就会造成工作量的加大，使工作人员倍感辛苦。因此，我们可以应用GPS精密单点定位技术作为控制网的起算坐标，从而实现对控制网的科学计算。
4.2GPS精密单点定位在太阳能与风能等场所控制测量中的有效应用
近年来，我国在大力兴建电力工程，尤其是风能和太阳能。而风能与太阳能的建设基本上都在偏远区域。在这样的环境背景之下，测量人员利用相应的比例尺地形图与国家控制点来建立完善测区控制网就非常困难。而且这些电力工程都存在地方偏远，单个场地面积小，各个场地分布分散的特点。如果我们都对其进行传统的控制测量，不仅需要布设大面积的控制网，而且由于地形复杂导致控制网的布设十分困难。为此，我们可以利用GPS精密单点定位为每个建筑物单独提供控制点，而不必建立庞大的控制网从而实现对建筑物的施工与设计的有效控制。
5结语
综上所述，GPS精密单点定位在电力工程测量中的应用不仅能够提高整个工作的劳动效率，还能有效的减少工作的难度，减少电力工程测量的成本、对进度和质量做出了重要的保证。由此可见，该技术在电力行业具有广阔的发展前景，需不断的对其进行优化和完善，从而促进我国电力企业更快更好的发展。
参考文献
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作者:唐骐 单位:湖北省电力勘测设计院
