一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统技术方案

一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，属设备维护领域。所述的高压输电杆塔巡更系统包括设置在高压输电杆塔上的杆塔二维码铭牌、由巡检人员携带的巡检手持终端、设置在调度中心或管理中心的高压输电杆塔数据中心和用户终端；其基于多模GNSS单点定位以及GNSS/SBAS相结合的精密单点定位、二维码、GIS并结合移动通信网络技术，实现一种集成化的智能巡更及信息管理系统，其GNSS提供精确的巡更位置，二维码取代传统的巡更点，移动通信网络提供无线数据传输链路，通过GIS系统实现实时动态化信息多媒体管理体系，提供更加方便、快捷、有效、实用的信息管理手段，是一种理想的高压输电杆塔巡更和信息管理系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统
本专利技术属于设备维护领域，尤其涉及一种用于高压输电杆塔的巡检、维护及信息管理系统。
技术介绍
传统的电子巡更系统通常由巡更点、巡更仪、传输介质和巡更管理主机四部分组成。此外，巡更系统按照传输介质的不同还可以分为无线电子巡更系统和有线电子巡更系统。电子巡更系统的发展现状可以简单地归纳为：电子巡更系统应用主要形式是基于信息钮扣+手持式巡更仪的无线电子巡更系统，基于USB通信、IEEE802.11ab、SWAP等无线通信协议的电子巡更系统已取代基于RS-232通信的电子巡更系统，基于RFID技术的无线巡更系统成为电子巡更系统的主流，基于GPS(全球定位系统)和GIS(地理信息系统)系统的集成无线电子巡更系统受到越来越多的关注。具体到目前国内电力行业的巡检应用，巡更点主要有特殊标记、条形码、信息钮和射频卡(RFID)等几种形式。上述几种巡更系统需要使用专业的巡更仪或设备进行各个设备巡检点相关信息读取，基于GPS的无线巡更系统单点定位精度低，无法满足相邻或多条相互交叉高压输电线路的巡检要求。对于巡检人员来说，巡更设备落后操作使用不便、缺乏任务管理和巡检线路规划导致巡检效率低下；巡检过程存在着较多的人为因素，容易造成巡检不到位、漏检或者错检情况；从管理角度来看，难以及时、准确、全面地了解线路巡检状况，难以制定最佳的线路保养和维修方案，也不利于对巡检人员的有效监控和考核。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其基于多模GNSS(GPS和北斗卫星导航系统)单点定位以及GNSS/SBAS相结合的精密单点定位、二维码、GIS并结合移动通信网络等技术，实现一种集成化的高压输电杆塔智能巡更及信息管理系统，其GNSS提供精确的巡更位置，二维码取代传统的巡更点，移动通信网络提供无线数据传输链路，通过GIS系统实现实时动态化信息多媒体管理体系，提供更加方便、快捷、有效、实用的信息管理手段，是一种理想的高压输电杆塔巡更和信息管理系统。本专利技术的技术方案是：提供一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其特征在于：所述的高压输电杆塔巡更系统包括设置在高压输电杆塔上的杆塔二维码铭牌、由巡检人员携带的巡检手持终端、设置在调度中心或管理中心的高压输电杆塔数据中心和用户终端；其所述的巡检手持终端通过扫描方式读取各个高压输电杆塔的杆塔二维码铭牌上的二维码信息，通过内置的全球导航卫星系统GNSS接收机模块接收GNSS和星基增强系统SBAS的卫星信号进行差分定位；所述的巡检手持终端通过广域网与高压输电杆塔数据中心进行双向数据通信，经广域网将各个高压输电杆塔的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录，发送到所述的数据中心；所述的数据中心对收到的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录进行分析、存储和管理，并与数据中心服务器存储的高压输电线路GIS信息相结合，为包括巡检手持终端在内的用户终端提供高压输电线路和杆塔的分类统计数据及巡更记录查询。其所述的二维码铭牌可以在高压输电杆塔上安装一个或多个，安装位置在巡检人员能触及的条件下尽量避开杆塔周围建筑物或树木的直接遮挡。其所述的二维码铭牌包含的杆塔信息经过编码和加密。其所述的编码和加密采用凯撒法，将组成信息的字母按顺序推后3位起到加密作用。其所述的巡检手持终端包括专用智能终端、平板电脑或智能手机。具体的，所述的巡检手持终端带有摄像装置，能够实现二维码的扫描；配合软件还应实现读取、存储和信息解码的功能；所述的巡检手持终端能够连接网络，与所述高压输电杆塔数据中心进行数据通信，将信息发送到数据中心。具体的，所述的巡检手持终端内置GNSS接收机模块，能够接收GNSS信号进行单点卫星导航定位；所述的GNSS接收机模块能够接收星基增强系统SBAS卫星差分校正信号，并结合其他GNSS信号进行精密单点定位。具体的，所述的巡检手持终端内置存储模块，具有无线和有线数据传输接口，可以连接广域网络进行无线数据通信。具体的，所述的巡检手持终端安装有高压输电杆塔巡更应用软件。其所述高压输电杆塔巡更应用软件的核心功能具体包括：巡检人员登陆、二维码扫描、二维码信息读取和解密、GNSS定位结果读取、巡检任务管理、以文字、声音或图像格式录入的巡检备忘、地图显示、信息查询、巡检数据信息记录、数据信息打包、编码和发送。具体的，其所述高压输电杆塔巡更应用软件的巡更任务工作步骤为：101)高压输电杆塔巡检人员使用帐户和密码登陆；102)使用巡检任务管理功能，被动或通过主动查询向数据中心领取巡检工作任务；103)扫描杆塔二维码铭牌、二维码信息读取和解密，根据凯撒法进行解密，将组成信息的字母按顺序往前3位起到解密作用，从而得到杆塔基本参数信息、杆塔准确位置坐标；104)录入巡检备忘，读取GNSS单点或差分定位结果，该定位结果给出的是所述巡检手持终端的位置，即巡检人员的位置；105)将杆塔基本参数信息、杆塔位置坐标、巡更备忘和巡检人员位置等信息使用凯撒法进行编码加密，将所得的信息通过广域网发送到数据中心；106)将105)步骤所述信息发送数据中心的同时，巡检手持终端还会将这些信息存储在巡检手持终端的存储中。具体的，其所述信息查询和显示功能的操作步骤为：201)在巡检人员处于登陆状态下，使用查询界面向数据中心提出查询请求；202)数据中心返回查询结果，根据查询请求的不同，这些结果包括：当前杆塔的巡检历史记录、杆塔维护和维修记录、指示、告警、帮助或提示等扩展信息；203)巡检人员的当前位置、巡检目标杆塔的位置以及路径和距离信息，通过地图标注或文字列表方式进行显示。其所述的数据中心至少包括高压输电线路及杆塔基本信息存储服务器、巡更信息管理及Web服务器以及GIS信息查询服务器，与之相对应的数据库至少包括高压输电线路及杆塔基本信息数据库、巡更信息管理数据库以及GIS信息数据库。其所述的用户终端为受限的智能手机、个人电脑PC或平板电脑；所述的用户终端具备查询和Web浏览功能的设备；使用这些设备通过受限帐号登录所述数据中心Web服务器，查询浏览所述高压输电线路及杆塔的各种参数信息。所述用户终端不需要安装专用的应用软件，使用普通网页浏览器可达到与所述巡检手持终端相似的查询功能。所述受限的智能手机、个人电脑PC或平板电脑具备扫描二维码，查询和Web浏览功能的设备。其所述受限帐号是指有关巡检管理部门将巡检工作人员登录在一个具体的数据库内或给定巡检工作人员一个专用帐号，只有在这个数据库的人或拥有专用帐号的人才可以登录所述数据中心Web服务器，从而实现受限。进一步的，所述全球导航卫星系统GNSS和星基增强系统SBAS的卫星信号的处理过程为：301)在已知位置的参考站采集视野内所有卫星的GPS伪距和载波相位。302)在参考站所得到的所有测量被送到主站。303)主站计算误差改正向量和判断系统完好性。304)误差改正向量和完好性信息被发射到用户。305)用户接收完好性告警信息，用误差改正数改进导航精度。进一步的，所述的精密单点定位是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差,对单台GPS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。进一步的，其所述精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其特征在于：所述的高压输电杆塔巡更系统包括设置在高压输电杆塔上的杆塔二维码铭牌、由巡检人员携带的巡检手持终端、设置在调度中心或管理中心的高压输电杆塔数据中心和用户终端；其所述的巡检手持终端通过扫描方式读取各个高压输电杆塔的杆塔二维码铭牌上的二维码信息，通过内置的全球导航卫星系统GNSS接收机模块接收GNSS和星基增强系统SBAS的卫星信号进行差分定位；所述的巡检手持终端通过广域网与高压输电杆塔数据中心进行双向数据通信，经广域网将各个高压输电杆塔的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录，发送到所述的数据中心；所述的数据中心对收到的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录进行分析、存储和管理，并与数据中心服务器存储的高压输电线路GIS信息相结合，为包括巡检手持终端在内的用户终端提供高压输电线路和杆塔的分类统计数据及巡更记录查询。

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，包括由巡检人员携带的巡检手持终端、设置在调度中心或管理中心的高压输电杆塔数据中心和用户终端；所述的巡检手持终端内置全球导航卫星系统GNSS接收机模块，通过内置的全球导航卫星系统GNSS接收机模块接收全球导航卫星系统GNSS和星基增强系统SBAS的卫星信号进行差分定位；所述的巡检手持终端通过广域网与高压输电杆塔数据中心进行双向数据通信，其特征在于：所述的高压输电杆塔巡更系统还包括设置在高压输电杆塔上的杆塔二维码铭牌；所述的巡检手持终端通过扫描方式读取各个高压输电杆塔的杆塔二维码铭牌上的二维码信息；所述的二维码铭牌包含的杆塔信息经过编码和加密；所述的编码和加密采用凯撒法，将组成信息的字母按顺序推后3位起到加密作用；所述的巡检手持终端接收星基增强系统SBAS卫星差分校正信号，并结合其他GNSS信号进行精密单点定位；所述全球导航卫星系统GNSS和星基增强系统SBAS的卫星信号的处理过程为：101)在已知位置的参考站采集视野内所有卫星的GPS伪距和载波相位；102)在参考站所得到的所有测量被送到主站；103)主站计算误差改正向量和判断系统完好性；104)误差改正向量和完好性信息被发射到用户；105)用户接收完好性告警信息，用误差改正数改进导航精度；所述的精密单点定位是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差,对单台GPS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算；所述的精密单点定位的操作步骤为：201)将精密星历拟合成多项式形式；202)利用多个国际GNSS服务组织IGS跟踪站GPS观测数据与精密星历估计得到30s间隔的卫星钟差；203)利用拟合的轨道多项式及卫星钟差与用户站观测数据一起进行精密单点定位计算；在所述的高压输电杆塔巡更系统中，所述数据中心根据巡检人员的不同，下发巡检任务；所述的巡检手持终端通过高压输电杆塔巡更应用软件，扫描杆塔二维码铭牌，读取二维码信息并进行解密，得到杆塔基本参数信息、杆塔准确位置坐标；所述的巡检手持终端将杆塔基本参数信息、杆塔位置坐标、巡更备忘和巡检人员位置信息进行编码和打包，经广域网将各个高压输电杆塔的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录，发送到所述的数据中心；所述的数据中心对收到的二维码信息、巡检终端的位置以及巡更记录进行分析、存储和管理，并与数据中心服务器存储的高压输电线路GIS信息相结合，为包括巡检手持终端在内的用户终端提供高压输电线路和杆塔的分类统计数据及巡更记录查询；同时，所述的数据中心根据所述的巡检手持终端提交的查询请求，返回当前杆塔的巡检历史记录、杆塔维护和维修记录、指示、告警、帮助或提示。2.按照权利要求1所述的基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其特征是所述的二维码铭牌能够在高压输电杆塔上安装一个或多个，安装位置在巡检人员能触及的条件下尽量避开杆塔周围建筑物或树木的直接遮挡。3.按照权利要求1所述的基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其特征是所述的巡检手持终端包括专用智能终端、平板电脑或智能手机。4.按照权利要求1所述的基于GNSS和二维码的高压输电杆塔巡更系统，其特征是所述的巡检手持终端带有摄像装置，能够实现二维码的扫描；配合高压输电杆塔巡...

【专利技术属性】
技术研发人员：何冰，袁奇，蓝耕，谢小松，俞震亮，王炜，戈睛天，陈亮，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31