第二章基于GPS的电力系统广域测量原理与技术(研).ppt

基于GPS的电力系统广域测量原理与技术 前 言 认识你我 课堂互动 从电是什么说开去 我怎么讲 你如何学 学习效果如何检验 提 纲 1 绪论 2 全球卫星定位系统（GPS）的基本原理 3 同步相量测量单元（PMU） 4 同步发电机功角测量 5 基于GPS的广域同步时间系统 6 WAMS的数据交换技术 7 作为电力系统动态监测平台的WAMS 8 典型电力系统广域测量系统 GPS原理 2.1 卫星定位系统介绍 目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统有两大系统：一是美国的GPS 二是俄罗斯的GLONASS(格鲁纳斯) 还有正在实施中的两大卫星导航定位系统：一是欧洲的Galileo Positioning System（伽利略）二是中国的Compass Navigation Satellite System （“北斗”系统，音译Beidou，已实现中国及其周边地区范围内的定位） 1、美国的GPS简介 GPS全称： Navigation Satellite Timing and Ranging/ Global Positioning System GPS全球卫星定位系统由三部分组成: 空间部分———GPS星座; 地面控制部分———地面监控系统; 用户设备部分———GPS 信号接收机。 全球定位系统（Global Positioning System）的空间部分是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证用户可以解算出所处点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。 地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。 用户设备部分即GPS 信号接收机。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。 GPS 接收机天线 GPS接收机OEM板请看实物 全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。 全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。 2、俄罗斯的GLONASS 格鲁纳斯全球导航卫星系统（GLONASS）是由苏联（现由俄罗斯）国防部独立研制和控制的第二代军用卫星导航系统，与美国的GPS相似，该系统也开设民用窗口。GLONASS技术，可为全球海陆空以及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择可用性（SA）之后的GPS，由于俄罗斯向国际民航和海事组织承诺将向全球用户提供民用导航服务，并于1990年5月和1991年4月两次公布GLONASS的ICD，为GLONASS的广泛应用提供了方便。GLONASS的公开化，打破了美国对卫星导航独家经营的局面，既可为民间用户提供独立的导航服务，又可与GPS结合，提供更