北斗地基增强技术在电网高精度地理位置服务中的应用探究

北斗地基增强技术在电网高精度地理位置服务中的应用探究

李静 1 蒋炜 2 任白杨 1 赵光 1 董杰 1 潘飚 1

1国网思极神往位置服务（北京）有限公司 北京市 102211

2国家电网有限公司 北京市 100031

摘要：时代和科技的不断发展；让其信息化、智能化融入到生产与生活之中。随着北斗地基增强技术不断发展的过程中，北斗系统已在全国范围内实现了高精度地理位置服务定位工作。基于此，本文对于北斗卫星系统以及北斗地基增强技术现状做出简要的分析；并在后文中对于北斗地基增强技术在电网高精度地理位置服务中的应用进行具体的描述；最后以相应的北斗地基增强系统在电网地理位置服务中的定位精度分析结束全文。希望通过本文的研究分析工作；但对于北斗地基增强技术在电网高精度地理位置服务中的应用方面起到促进作用。

关键词：北斗卫星；地基增强技术；地理位置服务

引言：在现阶段我国的北斗精准导航工作正在经历相应的升级改造；从以往的大片区、模糊化导航步入了高精度位置服务时代。对于基本的用户，北斗系统提供更为先进化的北斗地基增强技术，为相应的用户提供分米级、厘米级乃毫米级别的精度定位服务。但在实际的运用过程中，部分用户对于相应的北斗地基增强技术在电网高精度地理位置服务中的应用存在一定的未知性，更多用户对于北斗系统未能有效的进行利用。

1北斗地基增强技术简介

1.1北斗卫星系统

北斗卫星系统是由相应的静止轨道卫星（5颗）加上运动轨道卫星（30颗）构成。其主要提供；两种类型的服务——“开放服务”、“授权服务”。所谓的开放服务，就是在相应的服务区域完成相应的定位、测速等服务。实际的定位精度达到厘米级，对于测速工作也可以达到0.2m\s（米/秒）^[1]。授权服务则是，向所授权的用户提供更加精确、安全、高效的定位、通行、测速等一系列的服务。

1.2高精度地理位置服务

高精度定位功能（高精度地理位置服务）是北斗系统的重要功能之一，同时也是人们最为熟知的功能之一；其基本的原理就是利用三球交会测量定位进行综合测算以及高精度定位功能。由于由MCC（移动国家号）完成距离测量，卫星不需要做到相应的高精度时间频率；采用1x10^-14级的频率进行相应的高精度测距和定位工作。MCC借卫星S1、S2向用户发送相应的询问标准时间信号；用户接收信号后进行有效的应答，并发送相应的应答信号；经过相应的卫星S1、S2回传至MCC。MCC有效地测量S1，S2卫星传输回来的信号延迟量；并结合S1，S2卫星的具体地理位置，推算相应的时间差。进而获得用户与卫星之间的距离量；从而有效地带入打底高程数据，计算出实际用户坐标的具体位置；进而实现高精度定位功能。（如下图1所示）这些数据的处理比对以及分析工作有赖于MCC的高效运行，这也是构成北斗卫星系统的重要运作保障。

图1 定位系统信号流向框图

2北斗地基增强技术现状及原则

北斗地基增强技术在电力行业中得到了有效的发展与应用；并专门用于北斗地基增强示范系统的控制管理软件。在其使用的北斗地基建设过程中就需要做好相应的三频卫星导航为主体部分；并且需要综合长期性、经济性以及科学性原则，进行有效的北斗地基增强技术建设工作^[2]。

在实际的运用中北斗地基增强技术可以有效的贴合电网对于高精度、全地形方面的要求；从而实现了相应的网络互联、数据流通、个性化、安全化的电力行业定制功能。在实际运作的过程中，可以去相应的电力线路勘察规划，变电站选址以及数据采集等多项实施工作提供更为科学化，实时化，精准化的精准定位服务。同时有效的对于北斗系统进行地基增强技术的实际应用。对于我国摆脱国外GPS系统依赖，以及高精度定位发展领域有着极其重要的作用。同时，北斗地基增强技术在现阶段的运用过程中，体现出的精度高，可适用强以及激进性等方面，都已达到国际化GPS地基增强系统的水准；在未来的发展过程中，北斗系统地基增强技术也将发挥出更大的作用。

3北斗地基增强技术具体应用

3.1基于电网地理服务的北斗地基增强系统建立

北斗地基增强系统的建设主要包括了相应的参考站，选取，观测蹲建立以及控制网络的设计等工作^[3]。

首先在参考站的选址方面需要保证电网地理位置服务系统的准确性。即要求相应的视野，信号接收，传输区域尽量开阔；同时要求该区域内无大功率发射塔、高压线网等对于信号产生影响的建筑和设备（且周边障碍物高度角不得高于8°）。为了更好的避免由于地理位置产生的电信号接收中断状况可以在实际的机房内增设ups设备；从而有效地对信号进行接收。

其次，在观测墩建设的前期；可以选择高楼最顶层，主要承重柱位置，进行全天候不间断的数据接收工作。并利用相应的软件对接收的数据进行检查，在确定无干扰和无损伤的情况下，便可以建立相立的观测墩。

接下来是对相应的控制网络进行有效的设计，一般需要依据具体的区域位置以及地貌特征等因素；进行相应的网络设计以及控制网点的设置工作。在具体网点的设立工作前，也需要进行24小时全天候的观测工作，对于实际接收的数据，进行有效的分析与检查。再具体控制网络的设计过程中，需要相关人员平均分布9-12个控制点，并进行两小时一次的观测点观测工作；获得相应的公共极限后导入相应数据进行组网的计算

^[4]。

最后，利用GPS网平差计算公式

=

由以上公式带入相映的测量数据，便可以得到控制网络相邻点几线的误差值。依据其在各方位高层方程的坐标差值，从而确定北斗地基增强技术的定位精度以及具体坐落位置。

3.2基于电网地理服务的北斗地基增强技术

对于北斗地基增强技术来说，北斗双屏厘米级RTK技术，北斗三频RTK技术以及单屏广域米级差分技术是北斗地基增强技术的主要运用领域之一。其中北斗双频厘米级RTK技术，在固定大区域之内使用改正数据传输格式来提升数据测量的精度；同时满足电网系统对于高精度数据定位的需求。北斗三频RTK技术则主要利用伪距差的方式，与相应的低成本导航终端组成有机共同体，为全国范围内的电网实现米级定位服务以及数据更正服务。单品广域米级差分技术则是利用北斗全范围的三频信号进行测算与定位；在实际运用三种技术的过程中，辅助相应的工具以及观测设备；从而有效的以基站为主体进行相应的电网地理位置精准化数据定位服务。

3.3电网地理位置服务中定位精度分析

对于相应的定位精度分析需要进行测试对象及方法的确认，对相应的斗地基增强系统测试网基准站进行挑选；进行六个复杂环境测试点及九个精度可用性测试点。其中设计到的公式： （测试点内精度计算公式）； （测试点外精度计算公式）。公式中的，V为观测值与平均值的差值，V0为观测值，m为基站数量。

同时在测试结果上也需要做出相应的分析；采用105°高斯投影，对于相应的测量精度进行分析。同时在北斗地基增强系统外符合精度统计过程中，通过对测试点已知坐标静态观测，结合采用105°高斯投影得出其最大内符合精度为0.031；最小内符合精度为0.009^[5]。在北斗系统定位的有效应用下，对于电网的高精度地理位置服务有着极大的促进和保障作用。

4总结

综上所述，对于现代化、科学化的技术系统运用，是电网智能化发展的要求；也是人们和社会发展的必然选择。北斗地基增强技术有效的运用在实际的电网地理位置服务中，可以有效的保证相应的数据稳定性和高效性；对于电网工作来说有着极其重要的作用。同时更为精准化的地理位置服务；可以实现沿预定路径进行现场采集、分析、比对工作，从而为更好保障电网体系的安全运行和稳定做出更加有效的保障。

参考文献

[1].山东青岛公司：电力北斗地基增强系统落地应用[J].农村电气化,2020(01):79.

[2]李玉忠.EGM2008和北斗地基增强系统在工程测量中的应用[J].地理空间信息,2020,18(09):84-86+7.

[3]赵子军.北斗地基增强系统的标准化工作和国家标准建设——访中国兵器工业首席专家 麦绿波[J].中国标准化,2020(09):12-14.

[4]白天明. 全面了解北斗地基增强系统的佳作[N]. 新华书目报,2020-08-21(013).

[5]邱蕾,杨志敏.基于北斗地基增强系统的在线坐标转换[J].城市勘测,2020(01):120-122.