[发明专利]一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法

说明书

本发明一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法，属于输电杆塔倾斜角度测量技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：分别获取输电杆塔四个基座点的三维坐标数据；基于公共法向量计算输电塔塔体倾斜角度，根据采集到的四个基座点坐标数据确定一个平面，设该平面的法向量即为塔体方向，并依据该法向量求出电杆塔塔体绕x轴，y轴旋转的欧拉角数据；对待解算输电塔塔体倾斜角转化的数学模型进行建模，分别求得旋转矩阵Rsubgt;1/subgt;和Rsubgt;2/subgt;，并由旋转矩阵得到角度和角度，即为输电塔塔体绕x方向和y方向倾斜的角度；本发明应用于输电杆塔倾角测量场所。

技术领域

本发明一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法，属于输电杆塔倾斜角度测量技术领域。

背景技术

高压输电塔作为支撑输电线路的设施，其生产建设费用占到整个输电线路总投资的四成左右，因此在电网建设过程中是最重要的工程项目之一，输电塔的正常运行将影响电力系统的安全运行；在输电塔建设和接线完成后即投入运行，在运行过程中，输电塔由于受到外界各种因素的影响，将导致塔体本身发生形变或倾斜，当塔体外形发生变化后，如不及时对其进行调正作业，将导致该形变越来越大，严重威胁输电线路的正常运行，也可能造成人民群众生命财产的损失。

目前针对输电杆塔倾斜状态的检查，主要由相应工作人员使用专用器材，对其进行角度上的精准测量，如使用无人机或激光校准仪器对相应角度进行检查，但一方面，采购、培训使用上述仪器成本较高，测量过程繁琐，且需要工作人员对每一个杆塔都要进行一次完整的测量流程，使得工作强度高，工作量大，又由于在测量过程中依赖人工操作的步骤较多，采集数据容易出现偏差；针对上述问题，有必要对现有杆塔倾斜角度测量方法进行改进。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于罗德里格矩阵的输电杆塔倾斜角度测量方法，包括如下测量步骤：

步骤一：使用测绘GPS定位仪器分别获取输电杆塔四个基座点的三维坐标数据；

步骤二：基于公共法向量计算输电塔塔体倾斜角度，根据采集到的四个基座点坐标数据确定一个平面，设该平面的法向量即为塔体方向，并依据该法向量求出电杆塔塔体绕x轴，y轴旋转的欧拉角数据；

步骤2.1：对待解算输电塔塔体倾斜角转化的数学模型进行建模，设采集到的电杆塔A，B，C，D四个基座点共面且坐标分别为：

A(x₁，y₁，z₁)、B(x₂，y₂，z₂)、C(x₃，y₃，z₃)、D(x₄，y₄，z₄)；

设直线MF垂直于平面ABCD，MH为MF在yOz平面上的投影，ME为MF在xOz平面上的投影，要求分别计算∠FMH的角度φ，∠HME的角度Ψ；

步骤2.2：令m＝(x₂-x₁，y₂-y₁，z₂-z₁)^T，n＝(x₃-x₁，y₃-y₁，Z₃-Z₁)^T；

其中m为向量的转置矩阵，n为向量的转置矩阵，T为矩阵的转置；