一种复杂环境下输电杆塔监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种复杂环境下输电杆塔监测装置和方法，包括：通信模块与外部CORS站网通信连接，用于从CORS站网获取基准数据；微处理器模块，用于接收差分定位模块传递的塔基形变数据并进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据，还用于关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度；差分定位模块与导航系统连接，用于从导航系统获取导航电文，并结合通信模块获取的基准数据，得到输电杆塔基形变数据并传递至微处理器模块；水位传感处理模块，用于检测输电杆塔基处的水位高度并传递至微处理器模块。采用本发明专利技术提供的装置和方法，能够实时监测输电杆塔，获得塔基形变数据及对应的水位数据，提升复杂环境下输电杆塔地质灾害隐患预警能力与可靠性水平。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂环境下输电杆塔监测装置和方法
本专利技术属于电力设备监测
，具体涉及一种复杂环境下输电杆塔测量装置和方法。
技术介绍
随着坚强智能电网及能源互联网的发展，以特高压输电通道为骨干的电网体系逐步形成。然而，特高压电网输送距离长、覆盖范围大，环境条件复杂，易受到强风、冰冻、雷击、洪水、外破等各种自然人为灾害影响，常常造成杆塔倒塔、塔基沉降等严重的杆塔灾害故障。以中国为例，比如：每年5-8月中国长江沿岸省份洪涝严重，造成杆塔水淹和倾斜；2018年1月中国南方强降雪导致湖北、安徽等地大风引起导线舞动，出现杆塔倒塔、塔头形变等严重故障。上述这些自然灾害造成的输电杆塔严重结构故障是中国各省公司及电力管理运行部门运维工作中非常关注的问题，特别在无人区及灾害应急响应情况下，如何高效、及时、准确地对输电杆塔进行定位监测，进而实现输电杆塔受灾状况评估，是相关管理和运行部门的迫切需求。目前，杆塔倾斜或地基形变主要靠人工巡视方式完成，但实际上很难达到一个近实时连续的毫米级监测效果。同时，对于无人区或灾害应急等复杂环境下，人力难以到达，无人机和直升机等手段安全风险较大，通信条件较差，因此亟需一种新的技术手段或装置来实现复杂环境下输电杆塔塔基变形及水位测量装置，提升复杂环境下输电杆塔地质灾害隐患和洪水监测预警能力与可靠性水平。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种复杂环境下输电杆塔测量装置，其改进之处在于，包括：通信模块、微处理器模块、水位传感处理模块和差分定位模块，所述通信模块、水位传感处理模块及差分定位模块分别与所述微处理器模块连接；所述通信模块与外部CORS站网通信连接，用于从所述CORS站网获取包含导航系统定位误差的基准数据；所述微处理器模块，用于接收所述差分定位模块传递的塔基形变数据并进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据，还用于关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度；所述差分定位模块与导航系统连接，用于从导航系统获取包含卫星位置信息的导航电文，并结合所述通信模块获取的基准数据，得到输电杆塔基形变数据并传递至所述微处理器模块；所述水位传感处理模块，用于检测输电杆塔基处的水位高度并传递至所述微处理器模块。优选的，所述通信模块包括：北斗短报文子模块和无线网卡；所述北斗短报文子模块和无线网卡并联，均分别与所述微处理器模块和连续运行参考站网。优选的，所述无线网卡包括：EC122无线网卡。优选的，所述微处理器模块包括：S3C2440微控制器。优选的，所述差分定位模块包括：D303差分导航定位模块，所述D303差分导航定位模块用于根据导航电文中的卫星位置信息并结合所述基准数据计算输电杆塔当前位置信息，并根据输电杆塔初始的位置信息与输电杆塔当前位置信息计算输电杆塔基形变数据。优选的，所述的监测装置还包括：时钟模块；所述时钟模块与所述微处理器模块连接；所述时钟模块，用于提供时间基准。优选的，所述监测装置与太阳能板连接，所述太阳能板为所述监测装置供电；所述太阳能板的高度超过所述监测装置所在高度。优选的，所述监测装置安装在支撑立杆上；所述支撑立杆安装在需要监测的输电杆塔周围不超过距离阈值的范围内，并且所述支撑立杆设置在与输电杆塔底部同一水平高度的地面上。优选的，其特征在于，所述支撑立杆为空心立杆，所述立杆底部靠近地面处设有孔；所述水位传感处理模块设置在所述孔旁，并通过线缆导气管接入所述微处理器模块；所述水位传感处理模块采用微型液位传感器进行水位高度的检测。优选的，所述水位传感处理模块包括：GUY10液位传感器。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种复杂环境下输电杆塔监测方法，包括：通信模块从外部CORS站网获取包含导航系统定位误差的基准数据；所述差分定位模块从导航系统获取包含卫星位置信息的导航电文，并结合所述通信模块获取的基准数据，进行差分处理得到输电杆塔基形变数据并传递至微处理器模块；所述微处理器模块对所述塔基形变数据进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据；水位传感处理模块检测输电杆塔基处的水位高度并传递至所述微处理器模块；所述微处理器模块关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术提供了一种复杂环境下输电杆塔监测装置和方法，包括：通信模块、微处理器模块、水位传感处理模块和差分定位模块，通信模块、水位传感处理模块及差分定位模块分别与微处理器模块连接；通信模块与外部CORS站网通信连接，用于从CORS站网获取包含导航系统定位误差的基准数据；微处理器模块，用于接收差分定位模块传递的塔基形变数据并进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据，还用于关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度；差分定位模块与导航系统连接，用于从导航系统获取包含卫星位置信息的导航电文，并结合通信模块获取的基准数据，得到输电杆塔基形变数据并传递至微处理器模块；水位传感处理模块，用于检测输电杆塔基处的水位高度并传递至微处理器模块。采用本专利技术提供的装置和方法，能够实时连续的毫米级监测效果监测输电杆塔，获得塔基形变监测结果及对应的水位数据，提升复杂环境下输电杆塔地质灾害隐患预警能力与可靠性水平。本专利技术提供的复杂环境下输电杆塔监测装置和方法的水位传感处理模块，能够实时连续的毫米级监测效果监测输电杆塔附近水位，提升洪水监测预警能力与可靠性水平。本专利技术采用无线网卡和北斗短报文模块互为备份，与外部数据中心和连续运行参考站网连接，提高了通信能力的可靠性。附图说明图1为本专利技术提供的一种复杂环境下输电杆塔监测装置系统框图；图2为本专利技术提供的一种复杂环境下输电杆塔监测装置外观示意图；图3为本专利技术提供的一种复杂环境下输电杆塔监测装置安装图；图4为本专利技术涉及的湖南-江城线-391形变量示意图；图5为本专利技术涉及的湖南-江城线-391累计形变量示意图；图6为本专利技术涉及的湖南-江城线-391形变速率示意图；图7为本专利技术涉及的湖南-江城线-391加速度示意图；图8为本专利技术提供的一种复杂环境下输电杆塔监测方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。北斗卫星系统是具有自主知识产权的空间导航定位系统，具有定位、授时以及短报文通信等功能，它的诞生是为了满足国防安全战略需求，它的应用极大推动了技术行业等产业发展。近些年来，北斗在军事、交通、测绘和电力等各行业发展十分迅速。然而，其定位精度是目前所面对的一项重要课题，也是一个研究的热点问题。定位精度受电离层延迟、对流层延迟、卫星钟差、伪距误差等因素影响。提高定位精度的方法有很多，如自适应多径估计、差分定位、多系统组合定位等。其中，采用CORS系统进行的差分定位是一种主要手段，并且已逐步成为研究热点。水文监测系统在我国防汛工作历本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂环境下输电杆塔监测装置，其特征在于，包括：通信模块、微处理器模块、水位传感处理模块和差分定位模块，所述通信模块、水位传感处理模块及差分定位模块分别与所述微处理器模块连接；/n所述通信模块与外部CORS站网通信连接，用于从所述CORS站网获取包含导航系统定位误差的基准数据；/n所述微处理器模块，用于接收所述差分定位模块传递的塔基形变数据并进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据，还用于关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度；/n所述差分定位模块与导航系统连接，用于从导航系统获取包含卫星位置信息的导航电文，并结合所述通信模块获取的基准数据，得到输电杆塔基形变数据并传递至所述微处理器模块；/n所述水位传感处理模块，用于检测输电杆塔基处的水位高度并传递至所述微处理器模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种复杂环境下输电杆塔监测装置，其特征在于，包括：通信模块、微处理器模块、水位传感处理模块和差分定位模块，所述通信模块、水位传感处理模块及差分定位模块分别与所述微处理器模块连接；
所述通信模块与外部CORS站网通信连接，用于从所述CORS站网获取包含导航系统定位误差的基准数据；
所述微处理器模块，用于接收所述差分定位模块传递的塔基形变数据并进行滤波处理得到高精度塔基形变监测数据，还用于关联同一时刻的高精度塔基形变监测数据和水位高度；
所述差分定位模块与导航系统连接，用于从导航系统获取包含卫星位置信息的导航电文，并结合所述通信模块获取的基准数据，得到输电杆塔基形变数据并传递至所述微处理器模块；
所述水位传感处理模块，用于检测输电杆塔基处的水位高度并传递至所述微处理器模块。


2.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述通信模块包括：北斗短报文子模块和无线网卡；所述北斗短报文子模块和无线网卡并联，均分别与所述微处理器模块和连续运行参考站网。


3.如权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述无线网卡包括：EC122无线网卡。


4.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述微处理器模块包括：S3C2440微控制器。


5.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述差分定位模块包括：D303差分导航定位模块，所述D303差分导航定位模块用于根据导航电文中的卫星位置信息并结合所述基准数据计算输电杆塔当前位置信息，并根据输电杆塔初始的位置信息与输电杆塔当前位置信息计算输电杆塔基形变数据。


6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨知，费香泽，李闯，马潇，赵斌滨，欧文浩，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11