浅谈风电场建设工程测量中GPS-RTK技术的应用
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摘要：在国内现阶段开展的风电场项目建设中，工程测量是一项极为重要的基础性工作，在整个风电场的建设中占有极为重要的地位和作用。本文以云南XX风电场项目为例，应用gps-rtk技术进行了场区的线路测量、道路测量及风机机位点的定位。
关键词：风电场；测量；GPS-RTK；
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
环境、能源问题是当今人类生存和发展所面临的关键问题。常规能源以煤、天然气、石油为主，不仅资源有限，而且会造成严重的环境污染。因此，对可再生能源的开发与利用，已受到世界各国的高度重视。各国也相应采取了大力发展可再生能源的措施，在可再生能源中，风能是一种非常可观的、有前途的能源。风力发电作为一种绿色电力，受到人们广泛的关注。它具有资源蕴藏量巨大、占地少、可再生、无污染、周期短等优点。在国家能源产业政策和能源发展战略的推动下，风力发电已逐渐成为最具发展前途的可再生能源之一。
一、工程概况
XX风电场位于云南省曲靖市构造溶蚀低中山地貌区，地势总体东北部高、西南部低，地形坡度25°～35°，海拔在2100.0m～2380.0m之间，最大相对高差280.0m。其规划安装100台单机容量1500kW风力发电机组，总装机容量为150MW，2014年5月，根据收集到的现场测风资料，采用1:2000地形图对株木山风电场进行了规划设计，并进行了《云南省曲靖市XX风电场预可行性研究报告》的编制。
二、风电场测量概况
本风电场测量工作包括风电机组定位、集电线路及道路勘察测量。由于风电机组多沿山脊布置，地形起伏大且植被茂密，通视条件差，人员通行困难，且风机机组分布范围广。常规测量手段受制于已知点、地形、通视条件等因素，很难在精度上、工期上满足要求，而GPS-RTK动态测量技术具有测量时间短，定位精度高，实时提供三维坐标等特性，从而更好地适应本风电场地形条件特点。
三、GPS-RTK的定位原理
GPS-RTK实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS技术，能够实时地提供测站点在指定系统中的厘米级精度的三维定位坐标，是测量技术发展里程中的一个新的突破。它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。如下图所示：
GPS-RTK基本工作原理：在已知点上安置接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将测站信息和观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标和误差（即基准站和流动站坐标差，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标和高程）。
四、GPS-RTK的技术特点
1、GPS-RTK在地形测量中的优势
（1）数据安全可靠，定位精度高，没有误差积累
只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的高程精度和平面精度都能达到厘米级。
（2）作业条件要求降低
RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”。因此，与传统测量相比，RTK技术受通视条件、季节、气候等因素的影响和限制较小。
（3）容易使用，操作简便，数据处理能力强
只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便并且快捷地与计算机和其他测量仪器通信。
2、GPS-RTK在地形测量中的劣势
（1）RTK工作受电离层影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，因而初始化时间长，也就无法进行测量。根据我们的测量经验，每天中午12～13点，RTK测量很难得到固定解。
（2）信号受到数据链电台传输距离的影响。数据链电台信号在传输过程中易受外界环境影响，如高大山体和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业精度和作业半径。另外，当RTK作业半径超过一定距离时，测量结果误差将会超限，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小，工程实践和研究都证明了这一点。
（3）信号传输受对空通视环境影响。林区、山区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，信号强度低，卫星空间结构差，容易造成失锁，重新初始化困难甚至无法完成初始化，影响正常作业。
（4）受高程异常问题的影响。RTK作业模式要求高程转换必须精确，但我国现有的高程异常分布图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区仍然是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，从而影响到RTK的高程测量精度。
（5）RTK现阶段还不能完全达到100%的可靠度。RTK确定整周模糊度的可靠性为95%～99%，在稳定性方面不及全站仪，这是因为RTK容易受天气状况、卫星状况、数据链传输状况的影响。
五、结语
通过实际风电场的测量工作，我们了解到RTK的定位原理和技术特点。RTK的误差来源有很多种，在使用RTK的过程中要采取一定措施，从而保证RTK的测量精度。对RTK优点的总结，使得我们在实际工作中更好的利用RTK，充分的发挥RTK的优点。了解RTK的局限性，可以让我们在工作中采取一些措施，去弥补RTK的不足。为以后正确的使用RTK提供了可以借鉴的理论依据。
参考文献
[1]徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS测量原理及应用.3版. 武汉大学出版社，2008（7）