(深圳新能电力开发设计院有限公司518012)
摘要:GPS技术是一项具有高精度、高效率且性价比高的科学技术。PPK能弥补GPSRTK在野外测量的不足,能有效促进电力勘测技术的发展。常规RTK技术传输定位需建立在网络通信条件较好的基础上,而PPK技术无需数据链则可进行定位传输,在电力勘测中占据重要地位。
关键词:电力勘测技术;GPS技术;PPK技术
电力勘测工作者应用GPS技术能有效提高工作效率也能缓解其数据测量压力。然而传统GPSRTK技术在野外测量时受通讯条件限制难以在西部地区得以利用。而PPK技术的研发能克服RTK技术在地形起伏大地区测量时的缺陷,能接收分析远距离时的差分信号,在理论上,PPK技术的作业半径为20KM,在通讯条件较差地区也能通过GPS技术完成电力勘测工作中的测绘工作。
1GPS技术在电力勘测中的应用
GPS技术是一种新型定位技术,在工作时具有灵活度高、便捷性能强的特定,在军事及科学等方面皆有应用[1]。随着社会发展,GPS技术应用范围也随之扩展,其在电力勘测中也占据重要地位。如电力勘测中的绘测工作需GPS进行地理位置的分析并结合通信技术方能顺利进行,如利用人工测量不仅精确度无法保证,其工作效率也难以保证。GPS定位与相关通讯技术相结合则能对地形进行点与面的细节处理。GPS系统主要由GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机三个部分。以GPS卫星星座作为信号传输中继站,用户可通过地面监控系统接收所观测的地理位置信息。
GPS技术抗干扰能力较强能不分昼夜的进行观测,能有效提升电力勘测的可靠性能。但在实际工作中需要借助其他技术来提升其定位精确度,RTK技术及PPK技术的出现皆是为了提高GPS定位的精确度,原理也是根据载波相位观测来实现实时动态定位,区别在于RTK通讯需数据链,而PPK通讯无需数据链,对于通讯条件差的电力勘测更具实用性。
2PPK观测特征
PPK技术通过高速求解整周模糊度初始化系统设置,以2~5历元的观测值则能得到勘测对象的三维坐标,其精确度为cm级。在实际操作中,需要同步对基准站接收机及流动站进行观测,以此来观测卫星载波相位。随即结合计算机技术,利用相关然按键处理数据从而产生以观测值为基础的载波相位的虚拟值并分析两者间的差值明确其相对位置。最后将GPS专用的WGS84坐标转换成具有实际意义的地方坐标从而完成基本的勘测工作。
PPK在工作时无需不停变换基准站便能实现地形的动态测量,在传统RTK技术上进行了二次发展,并能更加高效的完成勘测工作。据统计,PPK技术能在1min内完成整周模糊度固定解的计算。与此同时动态的测量方式减小了工作人员的工作量,在勘测时仅需测量3~5个历元。
3PPK工作流程总结
PPK工作流程主要包含外业观测和数据处理两个步骤。PPK的外业观测步骤基本和GPSRTK技术保持一致。以天宝GPS观测应用为例:首先建立PPK测量形式,并将其保存与手薄中,随即根据作业任务完成椭球参数信息的设置,参数设置方式为重复两次测量基准站天线高度,如两次测量数据差值不超过2mm,则启动基准站。基准站启动,主机便能以PPK模式实现数据采集。流动站的数据采集则需初始化系统设置,其初始化所需时间随卫星信号强弱的变化而有所波动,一般在5~6min。
数据处理包括处理基线、三维无约束平差、转换坐标三个步骤。以基准站位置为参考,其余则视为流动站,基线处理即为基准站到流动站间的基线的解算。三维无约束平差操作步骤为:根据基线处理结果以GPSPPK基线向量作为观测值,并以观测值的方差阵的逆为权实现三维无约束平差,通过计算便可得到各点的WGS84坐标,评定坐标的精度等级便可进行坐标转换[2]。坐标转换是以椭球参数设置为基础,通过控制点作为地方坐标系的建立依据,再将所测点的GPS坐标转化为地方坐标从而便捷工作人员的数据分析。
4GPSPPK技术在电力勘测中的应用措施
电力勘测内容多样,包括电站设计、供电、配电、灰渣库设计等等。而GPSPPK技术能为电力勘测提供精准的定位信息,在设计电站及输电线路勘测中兼能发挥积极作用。且随着西部大开发的迅速发展,GPSPPK无需数据链的动态定位系统能更为便捷解决西部地区因通讯条件差现代化建设有所限制的难题。
4.1缓解地形图测量绘制压力
在电力勘测中,地形图测量精度对实际施工有着重要影响,其技术要点包含图根控制,外业数据采集、内业数据采集。在通讯条件占优势的条件下,施工人员可选择GPSRTK技术,然而相对野外通讯条件较差的情况,GPSPPK技术便能凸显其应用特性。如在图根控制上,GPSPPK技术能进行高程控制点的拟合,其通过联测6个等级高程控制点来作为图根控制的测量依据,有效提高测量精度及可靠性。
4.2减小电力勘测数据的误差
由于勘察资料与地质变化并不同步,因而在进行电力勘测时如一味依赖于过往的历史资料,则在实际操作过程当中,难免会因地质多样性而阻碍施工。而GPSPPK技术具有高精度测量的技术特点,能在较短时间内通过实际测量获取更为有效的勘测数据,从而缩减电力勘测数据的误差,并提高施工效率。在勘测过程中,以精准的数据作为依据对于电力勘测的优化设计也有所帮助。
4.3为电力勘测提供全局视角
在电力勘测中包括输电线路的设计,然而在设计时难免遗漏房屋建筑从而增大了实际施工的难度。而GPSPPK技术通过卫星定位能更为完善的绘制地形图从而为电力勘测提供全局视角降低施工难度。GPSPPK技术的抗干扰能力较强,其能实时反映地理位置变更[3]。在电力勘测中,通过外业数据的采集能更为有效的优化地形方案,从而为输电线路设计提供更可靠的数据凭证。与此同时,GPSPPK技术的高效性能缩短施工周期从而降低电力勘测工程的发展成本,更具经济可行性。
结语
GPS技术作为一项全天候、抗干扰能力强的定位技术,能有效促进社会发展。PPK技术与GPS技术的结合能通过相位观测提高定位的精确度从而在电力勘测中更具应用优势。GPSPPK技术在应用过程中不受天气影响,其数据精确度有一定的保障。随着社会的发展,电力勘测将面临多元化的要求,对于偏远地区的现代化建设力度亟需加强。由于偏远地区气候环境相对恶劣,并且通讯条件对于电力勘测也有一定阻碍,传统的定位技术难以满足其观测需求。PPK技术能有效弥补依赖网络通讯的TRK技术的不足,为电力勘测提供全局视角优化施工方案从而提高电力勘测的经济可行性。
参考文献:
[1]欧阳亚,彭鑫,张奇,徐辉.GPSPPK技术在电力勘测中的应用[J].地理空间信息,2019,17(05):96-98+6.
[2]朱志超.关于电力勘测中卫星遥感影像技术的应用研究[J].通讯世界,2018(06):172-173.
[3]魏鑫.QGDA-2遥感技术在境外电力勘测工程中的应用[J].通讯世界,2018(05):184-185.