[发明专利]基于北斗定位技术的电力铁塔倒伏监测与预警技术研究与应用

说明书

本发明公开一种基于北斗定位技术的电力铁塔倒伏监测与预警技术研究与应用，包括一种基于北斗3的电力铁塔倒伏监测系统，所述系统包括：北斗流动站、北斗基准站、后台服务器；所述北斗流动站和所述北斗基准站之间通过无线电台进行通讯连接，而北斗流动站内置有ARM处理器负责进行计算数据，计算得到的数据通过北斗流动站内的4G模块发送至所述后台服务器，后台服务器用于接收北斗流动站内发送的数据并进行展示；系统能够及早发现铁塔安全事故隐患，通知电力相关人员及时隐患处理，从而避免铁塔倒伏、倾斜、倒塌、线路跳闸、断线等危害事故的发生，这对保障输电网安全可靠运行有着重大意义，可极大降低因故障停电事故所带来的直接和间接经济损失。

技术领域

本发明涉及电力安全监察技术领域，尤其涉及一种基于北斗定位技术的电力铁塔倒伏监测与预警技术研究与应用。

背景技术

现有的电力铁塔安全监测的方法有人工巡检，载人直升机巡检，无人机巡检和基于倾角传感器检测的方式。传统的人工巡检方法的复巡周期较长，一般为每月巡视一次，难以及时发现输电线路存在的安全隐患；载人直升机巡检的方式迅速快捷，单次巡检效率高，但是载人直升机需设置临时的起降点，购买、维护、保养直升机以及驾驶员聘用开支巨大，超低空飞行受国家管制，致使巡检出勤率较低，很难达到电力部门的巡检要求；无人机受续航能力的限制，难以实现大范围的巡检，比较适合于精细巡检和定点巡检，并且无人机需要人员进行控制，导致巡检效率和质量依然主要由人工决定；基于传倾角感器检测方法测量的电力铁塔的倒伏，其测量精度难以达到741规程的测量精度要求，并且倾角传感器只能测量铁塔局部变化，难以反映铁塔的整体变化。

发明内容

本发明提供一种基于北斗定位技术的电力铁塔倒伏监测与预警技术研究与应用，用以解决上述背景中提到的问题。

一种基于北斗定位技术的电力铁塔倒伏监测与预警技术研究与应用，包括一种基于北斗3的电力铁塔倒伏监测系统，所述系统包括：北斗流动站、北斗基准站、后台服务器；所述北斗流动站和所述北斗基准站之间通过无线电台进行通讯连接，而北斗流动站内置有ARM处理器负责进行计算数据，计算得到的数据通过北斗流动站内的4G模块发送至所述后台服务器，后台服务器用于接收北斗流动站内发送的数据并进行展示。

优选地，所述一种基于北斗3的电力铁塔倒伏监测系统运行步骤包括：

(1)所述北斗基准站内两个卫星导航高精度定位信号处理模块通过两个天线分别测量北斗卫星的载波相位和伪距测量值，并将测量值传送给所述北斗流动站内的ARM处理器；

(2)进行对浮点解的计算，利用加权最小二乘法来求解双差整周模糊度候选解的浮点解，不考虑整周模糊度的整数特性，先求得整周模糊度的浮点解，同时可使用载波相位平滑伪距技术；

(3)对模糊度的解算，利用伪距和载波相位观测值建立双差模型，可以解算模糊度；同时使用多种模糊度解算技术以提高模糊度解算速度和成功率，包括：最小二乘算法、单历元基线约束的CLAMBDA算法、多历元的LAMBDA算法；

(4)对模糊度的确认，使用序贯检测算法、Rat io算法、成功率/失败率算法、固定失败率算法对整周模糊度进行确认；

(5)进行基线、定位坐标的计算和滤波，计算出两个天线确定的基线矢量并将其叠加在基准站坐标上即可得到监测点高精度坐标，利用Ka lman滤波器进行多历元的滤波。

优选地，所述最小二乘法为：

GPS双差线性观测方程

L＝Bdx+AN，D (1)

在上述(1)式中,L为双差码伪距和载波相位观测矢量；B为差分GPS定位系数矩阵；dx为坐标未知数改正数向量；N为载波相位双差模糊度,具有整数特性；A为模糊度系数矩阵；D为观测矢量方差阵,引入迭代最小二乘方法,可得到不含坐标未知数改正数向量dx的定位方程: