一城一北斗|電力北斗星地一體高精度定位系統實踐與應用

申報單位：國網新疆電力有限公司信息通信公司

聯合申報單位：國網思極位置服務有限公司

主要完成人：羅瑞雪、李昱、王鑫、肖靖峰、姚永波、張潔

一、案例簡介

北斗三號具備導航定位和通信數傳兩大功能，可提供定位導航授時、全球短報文通信、區域短報文通 信等7類服務，是功能強大的全球衛星導航系統。國網公司以實現高精度定位技術和設施自主可控和信息 應用安全穩定為出發點，以為電網建設運維等全業務提供高效、高質量的集約化時空信息服務為目標，高 度重視電力行業北斗應用。公司先后發布多個政策文件，深化北斗+電力應用推廣。各部門貫徹落實國家 和辛董事長要求，推動北斗落地。該系統由分布廣泛的1200座電力北斗基準站以及衛星應用綜合服務平 臺和通信系統構成，可提供實時米級、分米級、厘米級以及事后毫米級精度的定位導航服務，于2021年 建成并投入運行。新疆公司認真貫徹國網公司的北斗戰略部署，目前新疆境內建設了電力北斗基準站128 座，無人機在地基增強站覆蓋良好條件下，已實現區域自主巡檢，但在山區、戈壁、荒漠以及地基增強站 和移動網絡覆蓋不佳等地區，存在無法獲取RTK數據問題，導致此區域無法開展無人機自主巡檢作業。隨 著新疆公司北斗業務應用的不斷深入，對電力北斗精準服務網的安全性、實時性、可靠性提出更高要求，

并迫切需要提高電力北斗高精度位置服務覆蓋范圍。新疆幅員遼闊，電網多經過戈壁、沙漠、山區等地區， 因此新疆無人機自主巡檢業務對實時高精度位置服務提出了更高的要求。新疆公司開展電力北斗星地一體 高精度定位系統(PPP-RTK)試點建設，在新疆區域內改正數據結合觀測域改正數與狀態與改正數，改正 數解算所需地面觀測站密集程度較低，基線長度只需滿足不長于180km即可。改正數可采用衛星播發，覆 蓋范圍更廣，只需對用戶接收設備做嵌入式提升即可使用。

二、技術方案

1)電力北斗星地一體高精度位置服務的廣域實時精密定位服務使用單向通訊，對每一個用戶播發的 增強信息是一致的，對每個用戶播發的數據量也大大減少，服務端運算能力要求低，并且適用于通過衛星 進行大區域的增強信息播發，有效解決了高精度增強信息大規模播發的難題，適合于無公網地區終端巡檢 應用。2)電力北斗星地一體高精度位置定位終端兼容網絡RTK、PPP、PPP-RTK解算模式，可在不同網絡環境下實現自主切換，滿足不同場景，不同精度用戶需求。設備內部包含三部分核心內容非別是：核心 定位單元、內置電臺、電源單元，三大核心部分均為自主可控技術。滿足國網為高精度位置定位業務安全、 自主、可控要求

三、創新亮點

1)提出CORS應用新模式，解決了CORS網內網外定位精度不連續難題。將CORS增強信息用于PPP 模式的定位，可顯著縮短PPP的收斂時間，實現類似于網絡RTK固定的PPP固定解，該模式在差分信號 斷后的3~5分鐘內可保持定位精度，大大降低對差分信號連續性的要求；CORS精化大氣誤差模型是對PPP 所建立的全球大氣誤差模型的有效補充，保證了定位精度的連續性。

2)實現兼容北斗的多系統實時精密定軌及其工程化。研究實現四系統聯合實時高精度定軌方法，四 系統既可獨立定軌也可任意組合定軌，并根據北斗GEO衛星的軌道特點提出優化GEO衛星軌道精度的方 案，保證系統可獨立對外提供廣域增強服務。

3)有效解決了面向大眾應用市場的高精度增強信息大規模播發難題。電力北斗星地一體高精度位置 服務播發的廣域實時精密定位服務使用單向通訊，對每一個用戶播發的增強信息是一致的，對每個用戶播 發的數據量也大大減少，服務端運算能力要求低，并且適用于通過衛星進行大區域的增強信息播發，從而 有效解決了高精度增強信息大規模播發的難題，適合于面向大眾應用市場海量并發增強信息。

4)終端能夠自主實現CORS、PPP、PPP-RTK三種模式自由切換。設計并開發實現了CORS、PPP、PPP-RTK三種模式自由切換的終端，不僅能夠自動選擇最優的解算模型以達到最優定位效果，還考慮到不 同模式坐標系統不一致的情況，自動進行坐標系統補償。