GPS在风电场中的应用.doc

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1、GPS技术在风力发电场控制测量中的应用ApplicationofGPSTechnologyincontrolSurveyingofWindEnergyFarm毛克1刘江龙1刘永强2赵玉明2（内蒙古电力勘测设计院）Abstract:GPSTechnologybecometooneofthemainideaswhichareusedinElectricPowerSurveyingindustryandwindpowerelectricfieldSurveying,thisarticletalkaboutdesignofcontrolnet,GPSd

2、ataprocessing，checkingoftheinitialtriangulationpointandaltitudecontrol，researchandattempttoresolvesomekeypointofcontrolsurveyinWindEnergyFarm.摘要：GPS技术已经成为电力行业测量和风电场测量主要采用的方式，本文就在控制网设计、GPS数据处理、起算点检验以及高程控制等几个问题进行讨论，探讨风电场GPS控制测量要解决的几个主要问题。一、引言随着全球传统化石能源的日渐短缺，风力发电正在世界上形成一股热潮，我国也

3、大力提倡发展风电以满足迫切的能源需求。由于风力发电场一般选择在较为辽阔的高原地带，而且风力发电场往往占地面积较大，而且迫切的需要高精度的基础测绘资料来满足风力发电设计的需要，传统的测量在大面积控制、测图、施工放样精度和效率往往比较低，这就为目前应用日渐成熟的GPS技术在风电场建设中发挥了不可替代的作用。本文重点就利用GPS技术在风电场场址前期的控制网建设以及数据处理、粗差探测等方面的应用详加探讨，望与同行共同指正批评。二、基准设计风力发电场一般位于风力资源较为丰富的高原地带，这也就决定了风力发电场的特殊性。为了满足工程控制网的精度要求，满足测区

4、内投影所引起的长度变形不大于2.5cm是建立或选择平面坐标系统的前提条件，因为每千米长度变形为2.5cm时，即其相对中误差为1/40000，这样的长度变形可以满足大部分场区建设放样测量精度不低于1/20000的要求。由概略公式:（为高程归化值与高斯归化值之和）可以得知工程采用投影至测区平均高程面上的高斯投影平面直角坐标系统是否满足满足规范要求。三、GPS布网及施测设计GPS控制网的布设，既要考虑风电场长远规划的需要，又要考虑近期建设的需要，包括工程选址、控制点加密、数字化测图、施工放样、工程验收等，应确保测量精度、效率高、费用低的原则布设。GP

5、S控制网的布设既不能制定过低而影响网的精度要求，也没有必要盲目的追求过高的精度造成不必要的经济支出。为了提高控制网的精度和实际需求，采用分级布设的方案，首级控制网采用C级GPS控制网，相邻点平均间距约为5km左右，如下图1：图1观测时段长度定于30分钟～60分钟之间，具体时间取决与观测时间段的星历预报见图2：图2星历预报图例如2008年10月10日进行外业数据采集时，通过星历预报图可知在早晨8：40分至11：40分之间的观测时段不佳，需要延长，落在此时间区间内的时段适当顺延至12点，保证外业的观测效率。图形布设为满足C级GPS测量单站重复观测≥

6、1.6个时段的要求，采用网连式布设，见表一，表一级别项目AAABCDE卫星截至高度角101015151515同时观测有效卫星数≥4≥4≥4≥4≥4≥4有效观测卫星总数≥20≥20≥9≥6≥4≥4观测时段数≥10≥6≥4≥2≥1.6≥1.6考虑到控制测量可采用的设备为四台套Trimble5700GPS接收机，这种网型由独立的同步三角形环或独立的多边形环构成，根据经典传统测量可知，这种图形的几何结构强，具有良好的自检能力，既能够有效地发现观测成果的粗差，保障网的可靠性，同时经平差后网中相邻点间基线向量精度分布均匀。进行GPS网的设计时，我们经常采用

7、效率指标来衡量某种网设计方案的效率，以及在采用某种布网方案作业时所需要的作业时间、消耗等。在布设一个GPS网时，在点数、接收机数和平均重复设站次数确定后，则完成该网测设所需的理论最少观测期数（同步观测的时段数）就可以确定。GPS网可靠性可以分为内可靠性和外可靠性。GPS网的内可靠性就是指所布设的GPS网发现粗差的能力，即可发现的最小粗差的大小，而GPS网的外可靠性就是指GPS网抵御粗差的能力，即未剔除的粗差对GPS网所造成的不良影响的大小。由于内、外可靠性指标在计算上过于烦琐，在实际的GPS网的设计中采用一个计算较为简单的反映GPS网可靠性的数

8、量指标，该指标就是整网的多余独立基线数与总的独立基线数的比值，称为整网的平均可靠性指标，本网可靠性指标为62.5％。外业观测外业观测中是获取数据最重要