一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，包括：多路径效应建模、多路径模型改正算法。所述多路径改正模型包括轨道周期确定与多路径改正模型建立两部分；所述多路径模型改正算法指考虑多路径模型的北斗差分定位滤波算法，包括传统差分定位技术、多路径改正过程、验后残差检校过程等。通过本发明专利技术所设计的算法，可解决目前监测点受周围环境影响而引起的监测曲线摆幅过大的问题。围环境影响而引起的监测曲线摆幅过大的问题。围环境影响而引起的监测曲线摆幅过大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法


[0001]本专利技术涉及输电线路舞动在线监测
，具体为一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法。

技术介绍

[0002]输电导线舞动是偏心覆冰导线在风激励下产生的一种低频、大振幅自激振动。其振动频率通常为0.1～3Hz，振幅约为导线直径的5～300倍。导线舞动对杆塔、导线、金具及部件的损害，造成线路频繁跳闸与停电，对输电线路安全运行的危害很大，且会造成重大的经济损失和社会影响。
[0003]目前，常利用失谐摆、重锤、集中防振锤的阻尼作用抑制起舞条件，但对不同线路效果各异，因这些装置的设计特性不能完全耦合所有频率的导线舞动。行业内已引入各类先进传感技术进行导线舞动实时监测，现有的方法主要是采用加速度传感器、视频监测、以及北斗载波差分定位技术对导线舞动进行在线监测，但加速度传感器测量的结果是一个相对量且随着时间推移会产生数据发散，视频监测容易受天气和供电的影响，而北斗定位技术存在受外界环境影响、监测结果不稳定等问题，都不能达到对导线舞动的有效监测。针对这种监测困境，本专利技术提出一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，以实现北斗稳定的定位技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，包括：
[0006]多路径效应建模，所述多路径改正模型包括轨道周期确定与多路径改正模型建立；
[0007]多路径模型改正算法，指利用北斗观测值建立双差观测组合，通过卡尔曼滤波进行实时动态最优估计，实现瞬时定位过程，所述多路径模型改正算法指考虑多路径模型的北斗差分定位滤波算法，包括传统差分定位技术、多路径改正过程、验后残差检校过程。
[0008]具体的，所述轨道周期确定利用单颗卫星距地面监测点的高度角重复周期来作为卫星的轨道运行周期。
[0009]具体的，所述多路径改正模型建立根据最近七日的历史数据作双差组合观测，选定一个时间点作为参考历元，依据轨道重复周期将双差组合观测分割为不同的观测值，并计算伪距与载波观测对应的多路径改正数，并将不同周期内同一历元点的多径改正值求均值，作为模型的改正数据。
[0010]具体的，所述验后残差检校过程指将固定解坐标回代入双差观测方程，构建验后残差向量。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0012]1、本专利技术利用输电线路周围环境近似不变的特点，提出一种多路径效应改正模型的建立方法。主要通过往期观测数据对各颗卫星一个轨道周期内的改正数序列进行估计，进而在之后的北斗实时动态监测算法中予以针对性地改正。在该过程中，多路径改正模型参数是随着观测时期的推移而动态实时估计的。该方法可减少复杂观测环境下周围环境对监测结果的影响，使监测结果更为稳定、可靠。
[0013]本专利技术通过在北斗差分定位算法中增加验后残差检验的过程，根据经验值对载波与伪距验后残差最大阈值进行设置，实时提出残差超限的卫星数据，进而保证监测结果曲线稳定，避免监测跳点的出现。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的典型应用场景；
[0015]图2为本专利技术的原理图；
[0016]图3为本专利技术的多路径改正建模图；
[0017]图4为本专利技术的验后残差控制流程图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
‑
4，本专利技术提供一种技术方案：一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，包括：
[0020]多路径效应建模，所述多路径改正模型包括轨道周期确定与多路径改正模型建立两部分；
[0021]多路径模型改正算法，所述多路径模型改正算法指考虑多路径模型的北斗差分定位滤波算法，包括传统差分定位技术、多路径改正过程、验后残差检校过程等；
[0022]所述卫星轨道周期确定指：
[0023]定位系统中轨道卫星的轨道运行周期约为12h恒星时,如果接收天线的位置固定,则卫星与天线相位中心的相对几何位理论上会在第二天提前236s的时刻与前一天的环境几何构形相同,对于站点位置固有的多路径效应等噪声将会重复出现。基于此，考虑利用单颗卫星距地面监测点的高度角重复周期来作为卫星的轨道运行周期；
[0024]所述多路径改正模型建立是指：
[0025][0026]如上式所示为卫星载波观测双差观测组合方程，式中表示载波相位在t历元的双差观测值，表示实际载波双差距离，表示双差整周模糊度，
表示载波多路径效应的双差改正值，ε为双差载波噪声。其中，与可通过事后双差解算获得，将其回代至上式中，即可得：
[0027][0028]此时所得的多路径改正值包含随机噪声的影响，因此选用往期7日的历史数据进行多路径改正值的求解，然后通过平均值滤波去除随机噪声的影响。
[0029]通过上述过程，即可获得单颗卫星在其对应轨道重复周期内的多径改正序列值，即为多路径改正模型参数。
[0030]所述多路径模型改正算法是指：
[0031]利用北斗观测值建立双差观测组合，通过卡尔曼滤波进行实时动态最优估计，实现瞬时定位过程；
[0032]对于卡尔曼滤波过程中的时间更新与量测更新形式：
[0033]x
k
＝Φ
k,k
‑1x
k
‑1+w
k
[0034]Z
k
＝H
k
x
k
+v
k
[0035]通过对建立的多路径改正模型进行输入，通过判断当前历元为对应卫星轨道周期内的秒数，即可定位出模型中对应的改正数，进而通过对v
k
减去改正数，进行后续操作，即可减少多径效应对定位结果的影响。所述验后残差检校过程是指：
[0036]将固定解坐标回代入双差观测方程，构建验后残差向量：
[0037][0038]双差测量误差方差阵为：
[0039][0040]理论上，验后残差v
φ
与v
P
仅包含双差组合观测中对应的电离层延迟项、对流层延迟项、多路径效应项、随机噪声项，由于其空间相关性均较强，因此验后残差整体上应符合高斯分布特征。基于上述分析，本专利技术设计了一套验后残差控制流程如下：
[0041]1、假设原始观测数据为多系统双频观测，经函数模型、随机模型、抗差卡尔曼滤波处理后，得到验后残差向量：v
L1
、v
L2
、v...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，其特征在于，包括：多路径效应建模，所述多路径改正模型包括轨道周期确定与多路径改正模型建立；多路径模型改正算法，指利用北斗观测值建立双差观测组合，通过卡尔曼滤波进行实时动态最优估计，实现瞬时定位过程，所述多路径模型改正算法指考虑多路径模型的北斗差分定位滤波算法，包括传统差分定位技术、多路径改正过程、验后残差检校过程。2.根据权利要求1所述的一种基于多路径效应改进模型的输电线路舞动监测算法，其特征在于：所述轨道周期确定利用单颗卫星距地面监测点的高度角重复周期来作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐位墅，方阳，李智宁，云昌盛，
申请(专利权)人：南方电网大数据服务有限公司，
类型：发明
国别省市：