基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开的基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统及方法，包括：北斗双天线，用于对北斗卫星信号进行接收；北斗终端，用于通过天线A和天线B接收的卫星i、j的载波相位，获得天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差，及天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差；通过天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差、天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差及双差载波相位观测方程，获得两个天线组成的基线向量；将基线向量的坐标系转置到衡量杆塔倾斜的坐标系中，获得杆塔倾斜姿态角；杆塔倾斜处理机，用于通过杆塔倾斜姿态角对杆塔倾斜风险进行预测。能够对杆塔倾斜风险进行预测，提高对输电线路杆塔倾斜风险监测能力。输电线路杆塔倾斜风险监测能力。输电线路杆塔倾斜风险监测能力。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及杆塔倾斜预测
，尤其涉及基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]输电杆塔由于受到输电导线拉力和地质运动等影响，使用过程中会逐渐呈现出倾斜的状态，需要及时进行维护扶正，不然随着倾斜角度的不断增大有可能导致断线和杆塔倒塌事故的发生。
[0004]电力杆塔目前还是靠人工巡检为主，输电线路杆塔维护人员对输电线路杆塔的倾斜状态进行现场勘探过程中，因为杆塔倾斜初期的杆塔倾斜角度小，杆塔倾斜趋势比较缓和，不容易被发现，存在对杆塔的倾斜风险错过或者误判的问题，进而可能导致断线和杆塔倒塌事故的发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统及方法，能够对杆塔倾斜风险进行预测，提高对输电线路杆塔倾斜风险监测能力。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提出了基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，包括：
[0008]北斗双天线包括天线A和天线B，用于接收北斗卫星的载波信号；
[0009]北斗终端，用于通过天线A和天线B接收的卫星i、j的载波相位，获得天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差，及天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差；通过天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差、天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差及双差载波相位观测方程，获得两个天线组成的基线向量；将基线向量的坐标系转置到衡量杆塔倾斜的坐标系中，获得杆塔倾斜姿态角；
[0010]杆塔倾斜处理机，用于通过杆塔倾斜姿态角和训练好的杆塔倾斜风险预测模型，获得杆塔倾斜风险预测结果。
[0011]第二方面，提出了基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测方法，包括：
[0012]通过天线A和天线B对北斗卫星信号进行接收；
[0013]通过天线A和天线B接收的卫星i、j的载波相位，获得天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差，及天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差；通过天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差、天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差及双差载波相位观测方程，获得两个天线组成的基线向量；将基线向量的坐标系转置到衡量杆塔倾斜的坐标系中，获得杆塔倾斜姿态角；
[0014]通过杆塔倾斜姿态角和训练好的杆塔倾斜风险预测模型，获得杆塔倾斜风险预测
结果。
[0015]第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测方法所述的步骤。
[0016]第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测方法所述的步骤。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0018]1、本专利技术基于北斗定位技术，通过单台北斗设备即可实现杆塔顺向和垂向的姿态监测，实现了高精度杆塔倾斜姿态的自动监测，也减少了设备的部署安装的工作量。
[0019]2、本专利技术采用了自回归移动平均模型，基于监测的杆塔倾斜数据实现对杆塔倾斜的趋势自动进行预测，实现对杆塔倾斜风险的监测，提高了杆塔倾斜风险的监测能力。
[0020]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0022]图1为实施例1公开系统的架构图；
[0023]图2为实施例1公开系统对杆塔倾斜风险预测的流程图。
具体实施方式：
[0024]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027]实施例1
[0028]在该实施例中，公开了基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，如图1、2所示，包括：安装于杆塔上的北斗双天线、北斗终端和杆塔倾斜处理机。
[0029]北斗双天线为两个北斗天线，分别为天线A和天线B，将两个北斗天线部署在杆塔的中部，且水平最大间距安装。
[0030]两个北斗天线，用于对多颗北斗卫星信号进行接收。
[0031]北斗终端，用于通过天线A和天线B接收的卫星i、j的载波相位，获得天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差，及天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差；通过天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差、天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差及双差载波相位观测方程，获得两个天线组成的基线向量；将基线向量的坐标系转置到衡量杆塔倾斜的坐标
系中，获得杆塔倾斜姿态角。
[0032]从图1中可以看出，A、B双天线的距离(下简称基线AB长度)与GNSS卫星离杆塔的距离相比甚短，卫星信号可视为平面波，A和B两天线观测两颗不同的卫星i和j，得到双差相位基线AB的双差载波相位观测方程如下：
[0033][0034]其中：
[0035]b为天线A与天线B组成的基线向量。
[0036]分别为天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差，天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差。其差值为相位双差值，其实质为双差模糊度的小数部分与可观测的整数部分之和。
[0037]P
j
,P
i
为天线A和天线B分别到卫星i和卫星j的双差单位矢量。
[0038]N
jA,B
,N
iA,B
分别为天线A和天线B到卫星i和卫星j的单差整周模糊度，其差值为基线AB双差整周模糊度。
[0039]基于得到的整周模糊度，计算得到高精度的基线向量值。
[0040]基线向量的解算采用的是大地坐标系WGS
‑
84。为了进行杆塔倾斜姿态的计算，还要将基线向量的坐标系换算到可衡量杆塔倾斜的坐标系中，即需要将杆塔的坐标体系转置到输电线路顺向和垂向的坐标系中，采用以下公式进行坐标系的转置。
[0041][0042]其中，X
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，其特征在于，包括：北斗双天线包括天线A和天线B，用于对北斗卫星信号进行接收；北斗终端，用于通过天线A和天线B接收的卫星i、j的载波相位，获得天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差，及天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差；通过天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差、天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差及双差载波相位观测方程，获得两个天线组成的基线向量；将基线向量的坐标系转置到衡量杆塔倾斜的坐标系中，获得杆塔倾斜姿态角；杆塔倾斜处理机，用于通过杆塔倾斜姿态角和训练好的杆塔倾斜风险预测模型，获得杆塔倾斜风险预测结果。2.如权利要求1所述的基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，其特征在于，还包括数据传输模块和杆塔倾斜监测中心，杆塔倾斜处理机经数据传输模块和杆塔倾斜监测中心连接，杆塔倾斜监测中心用于对观测的载波相位、杆塔倾斜姿态角和杆塔倾斜风险预测结果进行展示。3.如权利要求1所述的基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，其特征在于，两个北斗天线部署在杆塔的中部，且水平最大间距安装。4.如权利要求1所述的基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，其特征在于，北斗终端中的双差载波相位观测方程为：其中：b为天线A与天线B组成的基线向量；δφ
jA,B
,δφ
iA,B
分别为天线A和天线B接收的卫星j的载波相位差，天线A和天线B接收的卫星i的载波相位差；P
j
,P
i
为天线A和天线B分别到卫星i和卫星j的双差单位矢量；N
jA,B
,N
iA,B
分别为天线A和天线B到卫星i和卫星j的单差整周模糊度。5.如权利要求1所述的基于北斗终端的输变电线路杆塔倾斜风险监测系统，其特征在于，获取塔倾斜姿态角的过程为：根据天线A和天线B第一次获得的卫星载...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，刘辉，黄振宁，李丹丹，刘嵘，贾然，周超，沈浩，刘传彬，李程启，曹付勇，贾明亮，蔡英明，张国飞，李鹏飞，陈子龙，吴洪勋，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：