3. Застосування географічних інформаційних систем в енергетиці

   1. Поняття ГІС

   2. Області застосування ГІС в енергетиці

Стрімкий розвиток засобів обчислювальної техніки й телекомунікацій, систем супутникової навігації, цифрової картографії, успіхи мікроелектроніки й інші технологічні досягнення, безперервне вдосконалення стандартного, прикладного програмного й інформаційного забезпечення створюють об'єктивні передумови для все більш широкого застосування й розвитку якісно нової області знань - геоінформатики. Вона виникла на стику географії, геодезії, топології, обробки даних, інформатики, інженерії, екології, економіки, бізнесу, інших дисциплін і областей людської діяльності. Найбільш значимими практичними додатками геоінформатики як науки є геоінформацийні системи (ГІС) і створені на їхній основі геоінформаційні технології (ГІС-технології).

Абревіатура ГІС існує вже більше 20 років і спочатку належала до сукупності комп’ютерних методів створення й аналізу цифрових карт і прив'язаної до них тематичної інформації для керування муніципальними об'єктами.

Уже перші досвіди використання ГІС як інформаційно-довідкові системи у вітчизняних електричних мережах показали безумовну корисність і ефективність такого використання як при проектуванні нових, так і для експлуатації існуючих мереж:

• паспортизація встаткування мереж з їхньою прив'язкою до цифрової карти місцевості й різних електричних схем: нормальної, оперативної, поопорної, розрахункової й т.п.;

• облік й аналіз технічного стану електротехнічного встаткування: ліній, трансформаторів і т.п.;

• визначення місця пошкоджень (ВМП) ЛЕП;

• облік і аналіз платежів за спожиту електроенергію;

• позиціонування й відображення на цифровій карті місця знаходження оперативно-виїзних бригад, оптимізація маршрутів і т.п.

Ще більші перспективи відкривають в застосуванні ГІС-технологій при вирішенні завдань: оптимального планування розвитку й проектування; ремонтного й експлуатаційного обслуговування електричних мереж з урахуванням особливостей рельєфу місцевості; оперативного керування мережами й ліквідацією аварій з обліком просторової, тематичної й оперативної інформації про стан мережних об'єктів і режими їхньої роботи. Для цього вже сьогодні необхідне інформаційне й функціональне ув'язування ГІС, технологічних програмних комплексів АСДУ електричних мереж, експертних систем і баз знань за вирішенням перерахованих завдань.

В останні роки намітилася цілком певна тенденція розробки інтегрованих систем інженерних комунікацій на єдиній топографічній основі міста, району, області, що включають в себе теплові, електричні, газові, водопровід­ні, телефонні й інші інженерні мережі.

При використанні ГІС-технологій для вирішення завдання позиціонування (місцезнаходження) об'єктів використовують комерційну систему глобального позіціонування GPS.

Супутникова навігаційна система GPS (Global Positioning System) або Глобальна система позиціонування, точніше - її космічний сегмент, являє собою сузір'я з 24 супутників. Система GPS (офіційна назва - NAVSTAR) розроблена на замовлення і перебуває під керуванням Міністерства оборони США. У 1980-х систему відкрили для цивільного використання. Система GPS працює при будь-яких погодних умовах в усьому світі 24 години на добу. З її допомогою можна з високим ступенем точності визначати координати й швидкість рухливих об'єктів. За користування послугами системи GPS не стягують ні абонентську плату, ні плату за підключення. Усе, що потрібно для користування системою GPS - це придбати GPS-приймач.

Як працює система GPS

Супутники GPS обертають навколо Землі круговими орбітами із частотою 2 оберти на добу, передаючи навігаційні радіосигнали. GPS-приймачі приймають ці сигнали й обчислюють місце розташування методом тріангуляції. Приймач порівнює час випромінювання сигналу із часом прийому цього сигналу. Різниця між цими величинами дозволяє обчислити відстань до супутника. Знаючи відстань до декількох супутників, GPS-приймач може визначити своє місце розташування й відобразити його на електронній карті.

Приймаючи інформацію хоча б від трьох супутників, GPS-приймач може визначити двомірні координати користувача (широту й довготу). "Захопивши" чотири й більше супутники, прилад може визначити тривимірні координати (широту, довготу й висоту). Визначивши місце розташування користувача, приймач може обчислити такі величини як швидкість, шляховий кут, траєкторію, пройдену відстань, відстань до кінцевого пункту, час сходу й заходу сонця й багато чого іншого.

Точність системи GPS

Сучасні багатоканальні GPS-приймачі забезпечують досить високу точ­ність. Так, 12-канальні GPS-приймачі GARMIN відслідковують до 12-ти супутників GPS одночасно, забезпечуючи швидке й упевнене визначення місця розташування, в тому числі в міських умовах або під густими кронами дерев. На точність визначення GPS-приймачем місця розташування впливає розташування видимих супутників, а також ряд атмосферних та інших факторів. У середньому, точність GPS-приймачів GARMIN становить 15 м.

Точність GPS-приймачів може бути підвищена шляхом прийому диференціальних виправлень. Найбільш перспективні джерела диференційних виправлень - глобальні диференціальні підсистеми, що передають виправлення до сигналів GPS з геостаціонарних супутників. За їхнє використання не передбачено якої-небудь плати. До них відносяться американська система WAAS, європейська EGNOS і японська MSAS. Вони поліпшують точність визначення місця розташування GPS-приймачами до 1-3 м.

Інформація про супутники, склад сигналу й помилки місцезнаходження GPS наведено в додатку П2.