本申请提供一种基于GPS RTK技术的用于电力巡线无人机导航系统，包括一个或者多个无人机移动站、多个基准站子系统以及地面站监控子系统，该多个基准站子系统分别布置在电力线路塔架上；其中，该多个基准站子系统用于将GPS差分数据通过无线数传系统发送给无人机移动站；其中，该无人机移动站用于通过GPS RTK差分技术获得厘米级精度的导航信息；并且通过无线数传系统实现地面站监控子系统对无人机移动站以及各个基准站子系统的实时监控。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备和无人机导航技术，更具体地，涉及一种基于GPSRTK技术的电力巡线无人机导航系统。
技术介绍
对于穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区的电力线路，有些沿线存在频繁滑坡、泥石流等地质灾害，大部分地区山高坡陡，在交通和通讯极不发达时，使得电力线路的日常检测成为一个艰难的任务。传统的电力线路、管道巡线流程是工作人员亲自到现场巡视线路，巡视对象主要是电力设施，包括杆塔、导线、变压器、绝缘子、横担和刀闸等设备，并以纸介质方式记录巡视情况，然后再人工录入到计算机中。因此，巡检受到过多人为因素的影响，在危险地段会危及到巡线工人的生命安危。并且，人工录入数据量大、数据手工录入过程中容易出错。同时，对于工作人员是否巡视到位无法进行有效的管理，巡视质量不能得到保障，线路的安全状况也同样得不到保证，给整个线路的安全留下了隐患。电力巡线无人机具备低空、远距离、自主导航作业的能力，可以穿越高山、河流等各种险恶自然环境，用来对输电线路的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹和悬垂线夹等设备进行近距离的拍摄和故障监测，可以大大提高输电线路维护和检修的速度和效率，使许多巡线工作能够在完全带电的环境下迅速完成。因此，无人机电力巡线方式无疑是一种安全、快速、高效、前途广阔的巡线方式。但是，为了获得电力线路的高清图像信息，当前电力巡线无人机作业时需要保持与待检目标1m的距离，进行定高定点拍摄或者定高定距平行飞行拍摄，所以电力巡线无人机的导航系统对GPS (Global Posit1ning System)的定位精度要求很高,而实际上,这样的距离不能够较准确地获取线路信息。注意到，无人机巡航输电线路最重要的方面是安全问题，也就是巡线设备的安全、电器设备的安全以及无人机自身的安全。线路巡检要求无人机尽可能靠近被巡检设备，并且能够多方位、多角度进行巡视，以使获取准确和清晰的图像数据，但是线路电磁影响和线路本身的物理环境限制又不允许无人机过于靠近被巡检设备，这就使得巡检的数据准确性存在极大的问题。全球卫星定位系统(GPS)通过空中的卫星能够为无人机的导航系统提供实时、连续、全天候和高精度的监测目标的三维位置、三维速度和时间信息。GPS的定位精度受卫星钟差、卫星轨道误差、电离层、对流层、多路径效应、天线相位中心偏差、接收机钟差等误差源的影响有可能出现误差，目前GPS单机定位精度为1m左右，这样实际上仍然不能满足电力巡线无人机导航系统对GPS精度的要求。
技术实现思路
为克服现有的缺陷，本专利技术提出一种基于GPS RTK技术的电力巡线无人机导航系统。根据本专利技术的一个方面，提出了一种基于GPS RTK技术的用于电力巡线无人机导航系统，包括一个或者多个无人机移动站、多个基准站子系统以及地面站监控子系统，该多个基准站子系统分别布置在电力线路塔架上；其中，该多个基准站子系统用于将GPS差分数据通过无线数传系统发送给无人机移动站；其中，该无人机移动站用于通过GPS RTK差分技术获得厘米级精度的导航信息；并且通过无线数传系统实现地面站对无人机移动站以及各个基准站子系统的实时监控。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于电力巡线的无线通讯网络结构，包括一台移动站、多个基准站和一个地面站系统；其中，移动站和基准站之间通过由若干台跳频电台组成的一点对多点网络来传输数据；其中，地面站系统分别通过一点对多点的网络与移动站和基准站的GPS设备传输数据；其中，在一点对多点网络中，每台电台的发射与接收时机由地面站系统控制，控制机制采用时分多址，地面站为每一台通讯设备以及其本身分配发射时隙。本专利技术采用基于GPS差分技术的导航系统来提高GPS定位的精度，GPS RTK (RealTime Kinematic)技术又称载波相位动态实时差分技术,该技术通过采用多台接收机(基准站)同时观测卫星，由于多台接收机(基准站)的误差来源具有很强的一致性，所以可以通过同时观测的卫星数据进行差分减弱一部分误差(如卫星的误差、电离层对流层传播的误差等)，从而提闻GPS定位的精度，能够达到厘米级的精度。本专利技术的GPS RTK导航系统为电力巡线无人机提供高精度的导航信息，精度达厘米级别。地面站在电力巡线作业起始时通过无线数传系统启动各个基准站的工作，并在电力巡线作业过程中通过无线数传系统实时监控移动站(无人机)以及各个基准站的工作状态。各个基准站通过无线数传系统实时发送GPS差分数据。移动站(无人机)通过无线数传系统实时接收各个基准站发送的GPS差分数据，并通过GPS RTK差分技术实时解算处理获得高精度的导航信息；同时，无人机的飞控系统通过无线数传系统向地面站传输自身的位置和速度信息以及各个基准站的工作状态信息。【附图说明】图1为根据本专利技术的GPS RTK导航系统的组成结构图；图2为根据本专利技术的移动站子系统的结构图；图3为根据本专利技术的基准站子系统的结构图；图4为根据本专利技术的地面站监控系统的结构图；图5为根据本专利技术的无线通讯组网的结构图。为了能明确实现本专利技术的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本专利技术限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种基于GPS RTK技术的电力巡线无人机导航系统进行详细描述。在以下的描述中，将描述本专利技术的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本专利技术的一些或者全部结构或者流程来实施本专利技术。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本专利技术。在其他情况下，为了不混淆本专利技术，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。随着卫星定位技术的快速发展，人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。而目前使用最为广泛的高精度定位技术就是实时动态定位技术(Real-TimeKinematic,RTK)，RTK技术的关键在于使用了 GPS的载波相位观测量，并利用了基准站和移动站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度的定位。RTK技术在应用中遇到的最大问题就是基准站校正数据的有效作用距离。GPS误差的空间相关性随基准站和移动站距离的增加而逐渐失去线性，因此在较长距离下(单频>10km，双频>30km)，经过差分处理后的移动站数据仍然含有很大的观测误差，从而导致定位精度的降低和当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于GPS RTK技术的用于电力巡线无人机导航系统，包括一个或者多个无人机移动站、多个基准站子系统以及地面站监控子系统，该多个基准站子系统分别布置在电力线路塔架上；其中，该多个基准站子系统用于将GPS差分数据通过无线数传系统发送给无人机移动站；其中，该无人机移动站用于通过GPS RTK差分技术获得厘米级精度的导航信息，并且通过无线数传系统实现地面站监控子系统对无人机移动站以及各个基准站子系统的实时监控。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓海辉，欧健，
申请(专利权)人：广东冠能电力科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。