北斗RTK技术在电力系统中的应用价值探析.pdf
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1、2023 年 10 月北斗技术在电力系统中的应用价值探析龙金迎1袁 廖颂文2袁叶志健2袁徐华生1袁王兵1(1.广西电网有限责任公司玉林供电局,广西 玉林 537000;2.南方电网电力科技股份有限公司,广东 广州 510000)【摘要】电力系统稳定运行受环境尧系统功能等因素影响较大袁为提高电力系统运行稳定性袁尝试将北斗实时动态渊real谣time kinematic,RTK冤技术应用到电力系统之中遥 主要对北斗 RTK 技术加以概述袁阐述其在电力系统中的应用价值袁并对其在电力系统中的应用开展细致研究袁期望可以充分发挥北斗 RTK 技术在电力系统中的应用价值遥【关键词】北斗 RTK 技术曰电力系
2、统曰数据采集曰数据监测【中图分类号】TN967.1【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2023)10-0097-030 引言北斗卫星系统是我国自主建设的导航定位系统。实时动态(real谣time kinematic,RTK)载波相位差分技术可以为定位导航提供实时载波相位差分功能,能够处理大量数据,且具有高精度特性,在数据处理上可达到厘米级别的定位控制。北斗 RTK 技术是将北斗卫星系统与 RTK 载波相位差分技术相结合的技术,在电力系统中应用北斗 RTK 技术,可以确保电力系统的安全稳定运行。1 北斗 RTK 技术概述北斗 RTK 技术是将北斗卫星系统与 RTK 载波相位差分技术相
3、结合的技术,借助基准站和流动观测站之间的差分修正数据,将卫星定位精度提高到亚米级甚至更高,适用于需要高精度定位的应用领域,包括测绘测量、工程建设、信息监测等领域。北斗RTK 技术的实现基于高精度基准站的建设,技术人员建立一个位于已知位置上的高精度全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)基准站,并在基准站上安装最少两个北斗接收机,用于接收来自至少 4 颗北斗卫星的信号。同时,北斗 RTK技术具备移动观测功能,通过建立流动观测站,将其移动到需要进行高精度定位的目标位置,该过程中可以携带一个或多个接收机作为流动观测站。在数据传输方面,基准站将
4、接收到的卫星信号数据,与已知基准站坐标进行比较,计算出误差修正值,通过无线电或互联网等方式将修正的数据传输给流动观测站1。此外,北斗 RTK 技术具备实时解算功能,流动观测站同时接收卫星信号和修正数据,并使用 RTK算法对两者进行实时差分计算,通过基准站提供的修正值观测数据进行修正,随后对修正后的观测数据和卫星星历数据进行计算,得到具有高精度的位置和导航信息。北斗 RTK 技术原理如图 1 所示。2 北斗 RTK 技术在电力系统中的应用价值2.1 安全可靠北斗卫星系统拥有覆盖全球的导航定位能力,提供了 2000 大地坐标时空基准,由我国自主研发,基于传统地面测量技术进行补充和完善,能够为电力系
5、统提供准确、稳定和可靠的定位数据采集服务。北斗 RTK 技术具备灵敏度高、抗干扰能力强的特点,能够在复杂电力环境中保持良好的信号接收质量和定位精度。在电力系统的故障点定位、故障数据采集上应用价值明显,同时,北斗 RTK 技术具备实时数据监测功能,应用高强度加密设计方案,不会出现数据丢失、泄露等问题,具有安全可靠性的优势2。2.2 信号稳定北斗卫星系统结构较完善且卫星数量多,其中包括地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)、中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)及倾斜地球同步轨道(Inclined Geosynchronous Orbit,
6、IGSO)的卫星,这使得北斗 RTK 技术在电力系统中能够获取图 1 北斗 RTK 技术原理基准站接收信息观测站采集信息网络传输测量数据数据实时解算数据定位测量电力信息972023 年 10 月数据的来源较多,数据传输的效率更高。在电力系统测量、定位、数据监测过程中,由于所处位置可见卫星数较多,能够提高接收到的卫星信号质量,确保信号稳定性。此外,北斗卫星系统在我国覆盖范围较广,卫星高度角也比较大,能够长时间在低位置精度因子(position dilution of precision,PDOP)值状况下工作,RTK 系统能够接收到更多稳定、高效的信号,快速进行数据定位和监测。将其应用到电力系统
7、节点、线路、设备等的分布定位中,可利用几何精度因子进行几何分布定位情况的分析,以保障信号的精度和稳定性。2.3 适用性好北斗 RTK 技术可以满足电力系统对高精度定位的需求。将北斗 RTK 技术与数据处理系统结合,优化算法程序的解法,以及独立研发和优化相关系统,能够提供更适合电力系统特点的定位解算法和补充导航数据,使得其在电力系统的数据采集、定位测量、授时服务、作业风险管理中具有良好的适用性。同时,我国在技术方面对北斗卫星系统进行局部增强,使得卫星即使在高纬度地区也处于低仰角的状态,能够实现更长时间的连续观测,提供更高精度的差分定位服务。北斗卫星系统支持整体移动,区域性应用效果增强,使北斗 R
8、TK 技术在电力系统中具备更好的适用性,降低了纬度、范围等因素对测量结果的影响3,北斗卫星覆盖范围如图 2 所示。2.4 兼容性强北斗 RTK 技术与现有的 GNSS 系统(如全球定位系统、全球卫星导航系统)兼容性强,能够同时接收和处理多个卫星信号,使得北斗 RTK 技术可以在复杂环境下提供更稳定和可靠的定位结果,进而增强电力系统位置信息的准确性和可靠性。同时,目前RTK 系统可以同时兼容多个定位系统和实现多星之间的自由转换,使得 RTK 系统的利用效率也得到一定程度提升。3 北斗 RTK 技术在电力系统中的应用分析3.1 定位数据采集北斗 RTK 技术具备强大的数据采集和定位功能。数据采集利
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