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GPS技术在风电工程测量中的应用研究

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：王辉兰洪涛王耀明

[导读] 摘要：随着现代科学技术的不断发展，越多越多的新技术在风电工程测量中得到了运用，推动了风电工程测量的行业进步。

       （中国广核新能源控股有限公司北京 100070）
       摘要：随着现代科学技术的不断发展，越多越多的新技术在风电工程测量中得到了运用，推动了风电工程测量的行业进步。GPS技术作为重要的新技术之一，其有着精确度高、操作方便的特点，成为了目前风电工程测量准确的关键。
       关键词：GPS；风电工程；测量应用
       前言
       目前，人们对于风电质量的需求不断提升，相应的工程风电也变得越来越复杂，常规的风电测量方法已经不能够在现代风电工程中充分适用。而GPS技术能够让风电工程测量变得更加自动化和智能化，无论是工作环境的适应性还是工作质量的准确性，都得到了极大的改善，在风电工程测量中有着很重要的应用意义。
       1 GPS技术内涵及原理
       1.1 GPS测量技术内涵
       GPS测量技术是以GPS为基础的测绘和量取技术，以GPS全球定位系统为基础，从三维立体的角度来对特定的地点进行位置定位和测绘，GPS测量技术已经在许多方面例如交通运输、军事侦察、工程建设等领域进行了很大规模的应用。GPS测量技术不仅可以直接进行应用，还可以和测绘软件、通信技术等进行结合应用，从而实现更佳的应用效果。对于水力水电工程的测绘工作而言，将GPS测量技术应用在其中可以显著提高测量的范围、准确度和测量的效率，具有明显的积极意义，具体在下文中进行详细介绍。
       1.2 GPS的技术原理
       GPS技术是一种全球定位系统，其有着极强的导航以及定位能力，它的应用十分广泛。在风电工程测量的应用中，实际上就是对工程进行精准的测量和定位，然后得到一个非常准确的平面比例图，相关人员就能够获得较为准确的数据信息。并且GPS测量技术还有着非常强的数据处理能力，它能够快速的对信息数据进行实时的处理和保存，这也使得它成为了现在社会工程调查时应用的一种全新方法。具体应用上，它和传统的测绘手段不同，GPS测绘有着其独特的优势。其主要有星群、地面监控系统以及GPS接收装置三部分组成，无论是成本、精确度还是操作上，都比传统测绘手段有着很大的进步。
       2 GPS测量技术的应用优势
       目前，将GPS测量技术应用在水利水电工程测量中，首先可以直接提高测量的准确度，最大化的避免干扰。传统的水利水电工程测量工作会受到天气等环境因素的明显干扰，如果遇到恶劣天气时，测量的准确度会受到负面干扰，而GPS测量技术则可以在任何天气下进行数据的准确测量从而避免这一现象的发生。其次，GPS测量技术还可以提高测量的效率，GPS测量技术利用卫星和测量基站进行定位，并且流动基站可以很方便地进行携带，这种多点式测量方法不仅精度高，还可以在短短几秒钟之内得到所需的测量数据。此外，GPS测量技术还可以减少工作成本，在进行大范围测量时，传统的测量工作会受到许多因素的限制，这一点在前文也提到过，工作量的不断提升会导致测量成本的曲线型提升，而应用GPS测量技术之后，GPS测量技术可以最大化忽略地形以及气候等因素的影响，从而提高测量的便利性以此来减少工作成本。
       3 GPS技术在风电工程测量中的应用
       3.1工程测量方案制定利用
       GPS技术对工程测量方案进行制定，其包括对测量精度的制定和设计、测量地点的设计和测量时间的选择三部分。其中在精度的设计上，要根据国家的相关标准来进行制定，同时也要结合当地的实际情况，然后选择合适的测区GPS控制网来对工程进行测量。再然后就要设计出合理的GPS接收机进行布局，这样通过二者之间的协作就能够对测量效果起到一个强化的效果[1]。

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然后在工程测量的时间设计上，要根据GPS提供的预报图来对时段进行选择，在保证测量地卫星均匀分布的情况下选择最佳的测量时段，就能够提高测量的强度。最后工程测量的地点选择也非常重要，其和最终的工程质量有着很大的关系。一般来说最佳测量地需要满足两个条件，首先是要远离一些电磁信号的干扰，能够接收到最佳的信号。二是尽量选择比较开阔的场地，以减少障碍物对测量结果的影响，可见，这两点都是为了保证工程测量的真实结果。总之，在工程测量方案的制定上，GPS技术的运用能对地点、时间以及精度都作出很好的设计选择。
       3.2工程平面图的应用
       工程平面图涵盖了地物特点、数学基础、工程基础以及相应的工程特点等，是一个非常复杂的数据集合体。而风电工程测量工作是对工程实施一定的记录和测量，是工程管理中的基础工作，工程平面图则是工程测量中必不可少的[2]。GPS技术的运用，能够利用数学坐标轴，在平面图建立起和工程信息有关的坐标轴，其中重要的信息要进行标准和批示，关键信息在平面图中的剖析，能够帮助相关人员更直观的对工程信息进行观察，包括土壤情况、水质要求以及地形地貌等等。再然后对整个工程图进行一种精确的测量，最后再对测量出的数据信息进行计算并且统计，让测量调查出的内容更加完整准确，最终加强整个风电工程的合理性。
       3.3 GPS虚拟现实技术的应用
       在传统的工程测量当中，需要测量人员进行大量的实地测量，浪费人力物力成本不说，还会受到一些自然因素的影响，比如说天气，这就加大测量的难度。而GPS技术之所以能够操作简便[3]。在工程测量中方便快捷，就得益于其虚拟现实技术的运用。GPS虚拟现实技术在实际的应用中，它可以根据风电工程的实地情况，然后模拟出一个数字模型，实地的任何地理因素在模型中都会以另一种方式进行重现，并且可以根据相关的风电需求对其进行改变，在改变的分析的过程中找出各种问题，然后在实际风电中进行优化，从而提高测量方案的整体准确性。并且GPS虚拟现实技术受到的自然影响因素比较小，既能够实现风电工程测量的高效性，又能够实现测量数据的准确性，总之，能够很大程度上减少工程测绘的误差，确保测量工程能够准确的进行。
       3.4水下测绘工作中的应用
       在工程测量工作中，水下的测绘工作一直都是风电工程测量中的难点重点，不仅仅是水下复杂环境不利于测量工作的展开，还因为一些测量工具会受到水流以及压力的影响，在测量精度上无法得到有效的保证。而GPS技术的应用刚好可以解决这个测量中的难题，GPS技术的测量工具比较小巧轻便，水下的客观环境因素对其造成的影响比较小，因此其能在水下测绘工作中得到较好的应用。最后在利用GPS技术完成对外业务的实施以后，测量人员应该按照规定做好对数据的记录和备份工作，对数据做好处理来保证测量工作的整体精确度。值得一提的是，对数据处理之前，要先进行一种预处理，对于环境因素和人为因素造成的误差进行仔细核算，确保整体数据的质量[4]。此外，可以通过提升测量软件中的联测已知高程点的应用，控制好三维坐标，进而提升测量点的高程测量精度。
       结束语
       综上所述，GPS技术的快速发展，在风电工程测量中也得到了比较广泛的应用。它在工程测量方案的制定、工程平面图、水下测绘工作中都有着比较良好的应用，并且GPS虚拟现实技术能够很大意义上发挥其操作简便、精确度高以及可塑性强的优点，在风电工程测量中有着重要应用价值。
       参考文献：
       [1]田倩.工程测量GPS动态监测应用与数据处理分析[J].山东工业技术，2019（12）：119.
       [2]洪嘉霖.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].建材与装饰，2018（37）：219-220.
       [3]丁锐.GPS-RTK技术在工程测量中的应用分析[J].黑龙江科学，2018，9（09）：84-85.
       [4]陈振伟.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016（07）：271.