基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统技术方案

基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，包括基准站模块、监测站模块和后台系统；基准站模块连接监测站模块，监测站模块连接后台系统；本实用新型专利技术专利开发基于北斗卫星差分定位的输电线路铁塔多维形变实时监测系统，在被监测杆塔地基处，安装基于北斗卫星定位的监测站，附近5～10公里地质稳定处安装基准站，通过基准站给监测站传送的差分定位数据，结合监测站的差分定位数据，在监测站和后台系统分别进行解算，得出监测站基于北斗卫星定位的高精度天、东和北的厘米级偏移数据，再结合监测站配置的其它监测传感器，从而全面的分析监测站杆塔的整体倾斜和偏移数据并进行预警。并进行预警。并进行预警。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统


[0001]本技术涉及远程监控
，特别涉及基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统。

技术介绍

[0002]输电线路穿梭在崇山峻岭之间，输电线路安全受到各种气象和地质方面的影响，其中受山体滑坡、地质凹陷等地质灾害影响非常大，所以输电线路杆塔的倾斜，滑移是输电线路在线监测中重要的建监测领域之一。
[0003]北斗卫星服务现在已逐渐在各行业提供数据支持，电力行业中北斗的应用主要在北斗精确授时、高精度定位和北斗短报文3大功能，其中，北斗的输电线路地质灾害监测评估预警体系是北斗高精度定位功能主要应用之一。
[0004]现有的输电线路在线监测系统主要是通过高精度二维倾角传感器监测，当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。倾角传感器把MCU，MEMS 加速度计，模数转换电路，通讯单元全都集成在一块非常小的电路板上面。可以直接输出角度等倾斜数据，这种方式对于杆塔的自身倾斜具有一定的监控效果，但对于杆塔整个塔基的长期滑移不具备监控功能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，以解决上述问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，包括基准站模块、监测站模块和后台系统；基准站模块连接监测站模块，监测站模块连接后台系统；
[0008]基准站模块用于接收卫星定位数据和附加监测数据，发送给监测站模块和后台系统；
[0009]监测站模块用于接收基准站北斗高精度差分定位数据，与自身北斗差分数据直接解算，或与基准站模块分别向后台系统通过数据链路上传自身北斗差分数据，由后台系统进行解算；
[0010]后台系统通过基准站模块和监测站模块差分定位信息和监测站附加监测数据进行综合分析，给出监测站监测输电线路杆塔的地基滑移状态和发展趋势。
[0011]进一步的，基准站模块包括基准站监测主机、3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、无线WIFI天线、蓄电池组和太阳能板；3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、无线WIFI天线和蓄电池组均连接到基准站监测主机上；太阳能板连接蓄电池组；基准站安装被监测杆塔附近约5～10公里处。
[0012]进一步的，监测站模块包括基准站监测主机、3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、
无线WIFI天线、蓄电池组、太阳能板、高精度二维倾角传感器、裂缝检测仪、高清红外球机和气象站；3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、无线WIFI天线、蓄电池组、高精度二维倾角传感器、裂缝检测仪、高清红外球机和气象站均连接到基准站监测主机；太阳能板连接蓄电池组。
[0013]进一步的，基准站模块到监测站模块通过无线WIFI通信链路，把卫星定位数据发送到监测站模块。
[0014]进一步的，基准站模块和监测站模块通过无线4G通信链路，把各自卫星定位数据或附属传感器数据发送到后台系统.
[0015]进一步的，监测站模块的高精度二维倾角传感器、裂缝检测仪和高清红外球机采用 RS485方式进行有线连接通信，外加屏蔽波纹管单端接地。
[0016]与现有技术相比，本技术有以下技术效果：
[0017]本技术专利开发基于北斗卫星差分定位的输电线路铁塔多维形变实时监测系统，在被监测杆塔地基处，安装基于北斗卫星定位的监测站，附近5～10公里地质稳定处安装基准站，通过基准站给监测站传送的差分定位数据，结合监测站的差分定位数据，在监测站和后台系统分别进行解算，得出监测站基于北斗卫星定位的高精度天、东和北的厘米级偏移数据，再结合监测站配置的其它监测传感器，从而全面的分析监测站杆塔的整体倾斜和偏移数据并进行预警。
[0018]本系统具有监测站边缘计算功能，为了减轻后台系统服务器数据接收和解算模型解算的负荷，并节省实际的数据流量费用，监测站可通过WIFI模块接收基准站发送的 RTCM3.x报文和自定义协议报文，与监测站卫星定位数据进行监测站端硬件级解算，从而获得监测站相对于基准站在E(东向)/N(北向)/U(天向)的相对偏移量。再把解算数据通过监测站4G通讯网络链路发送到后台系统服务器。
[0019]在前端监测站E/N/U偏移量数据不超过告警阀值告警的状态下，可不予理会，在某监测站其检测的E/N/U超值告警下，后台系统将转换到后台解算模式，进行后台服务器解算，在综合气象、裂缝、倾角传感器等综合模糊权值分析，得出最终的判断结果，如达到塔基偏移的告警级别，将通过微信等方式发出告警信息。待监测站杆塔进行加固处理等处理后，可通过后台从重新切会到前端解算模式。后台服务器具有软硬件功能强大，解算速度快，解算精度高的特点。故通过前端和后台，分级告警策略，可合理优化前后端系统配置的性价比。
附图说明
[0020]图1：基准站结构图
[0021]图2：监测站结构图
[0022]图3:工作数据流示意图
[0023]图1中：1.3D扼流圈GNSS天线、2.无线WIFI、3.4G全网通天线、4.蓄电池、5.太阳能电池板、6.基准站监测主机
[0024]图2中：1.3D扼流圈GNSS天线、2.无线WIFI、3.4G全网通天线、4.蓄电池、5.太阳能电池板、12.监测站监测主机、13.高精度二维倾角传感器、14.裂缝监测仪、15.气象站、 16.高清红外球机。
[0025]图3中：17.卫星群、18.基准站、19.监测站、20.后台系统。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本技术进一步说明：
[0027]本技术的目的在于提供基于北斗卫星差分定位的输电线路铁塔多维形变实时监测系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0028]基于北斗卫星差分定位的输电线路铁塔多维形变实时监测系统，包括基准站和监测站，基准站安装被监测杆塔附近约5～10公里，地质稳定、天顶区域开阔处；监测站安装在被监测输电线杆塔地基处；监测站可配备气象监测单元，杆塔倾斜监测单元，裂缝监测单元及视频监控单元辅助分析塔基滑移监测，监测站可接收基准站北斗高精度差分定位数据，与自身北斗差分数据直接解算，同时也可与基准站分别向后台系统通过数据链路上传自身北斗差分数据，由后台系统进行解算；监测站上传所附加其它监测单元数据给后台系统。后台系统通过前端两站差分定位信息和监测站附加监测传感器单元的数据进行综合分析，给出监测站监测输电线路杆塔的地基滑移状态和发展趋势。
[0029]后台系统接收前端基准站模块和监测站模块的北斗卫星定位数据进行解算，或直接接收监测站发来的解算数据，并可对监测站的解算模式进行远程设置。
[0030]如果为后台解算模式，则后台系统可通过通过卫星解算的监测站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，其特征在于，包括基准站模块、监测站模块和后台系统；基准站模块连接监测站模块，监测站模块连接后台系统；基准站模块用于接收卫星定位数据和附加监测数据，发送给监测站模块和后台系统；监测站模块用于接收基准站北斗高精度差分定位数据，或与基准站模块分别向后台系统通过数据链路上传自身北斗差分数据；后台系统通过基准站模块和监测站模块差分定位信息和监测站附加监测数据，给出监测站监测输电线路杆塔的地基滑移状态和发展趋势。2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，其特征在于，基准站模块包括基准站监测主机、3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、无线WIFI天线、蓄电池组和太阳能板；3D扼流圈GNSS天线、4G全网通天线、无线WIFI天线和蓄电池组均连接到基准站监测主机上；太阳能板连接蓄电池组；基准站安装被监测杆塔附近约5～10公里处。3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星差分定位的输电线路多维形变实时监测系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁文波，穆晓辰，王常欣，孙晓彤，任红向，张冲，周学坤，钱升，成如如，马超，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，
类型：新型
国别省市：