CN112835084B - 基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 - Google Patents
基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112835084B CN112835084B CN202110008762.6A CN202110008762A CN112835084B CN 112835084 B CN112835084 B CN 112835084B CN 202110008762 A CN202110008762 A CN 202110008762A CN 112835084 B CN112835084 B CN 112835084B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- positioning method
- power equipment
- real
- electric power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 182
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims abstract description 114
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
- G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
- G01S19/46—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being of a radio-wave signal type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明属于电力自动化领域，公开了一种基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备，包括以下步骤：获取待定位电力设备的电力网络场景类型；根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。通过采用了无线定位以及GPS定位相融合的方式，避免单一定位方式带来的定位精度不够的问题，有效提升了电力设备的定位精度。并且，基于不同的电力网络场景类型的特性，选取不同的融合定位方法，能够适用于不同的电力网络场景，充分满足不同电力网络场景对高精度定位的需求。
Description
技术领域
本发明属于电力自动化领域，涉及一种基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备。
背景技术
目前的移动终端定位方式有两种形式，分别是基于移动运营商基站进行定位的定位方法和基于全球定位系统进行定位的定位方法。其中，基于移动运营商基站进行定位的定位方法，是利用基站对终端的距离测算终端位置信息，不需要终端具有全球定位系统，具有定位能力范围较大，但精度依赖于基站的分布及覆盖的范围。基于全球定位系统进行定位的定位方法，是利用终端上的全球定位系统的定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的，精度较高。
但由于电力设备的种类复杂，所处的环境也大为不同，比如位于室内、室外以及偏远地区。进而导致采用全球定位系统进行定位时，会在信号不好的地方或室内无全球定位系统信号时，无法进行定位或者准确进行定位；采用基于移动运营商基站进行定位时，会在无线环境较为复杂的室外，定位信息与实际偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中现有定位方法的定位精度不高的缺点，提供一种基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明第一方面，一种基于电力网络场景的电力设备定位方法，包括以下步骤：获取待定位电力设备的电力网络场景类型；根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。
本发明基于电力网络场景的电力设备定位方法进一步的改进在于：
所述获取待定位电力设备的电力网络场景类型的具体方法为：获取待定位电力设备的电力业务场景类型，根据待定位电力设备的电力业务场景类型确定待定位电力设备的电力网络场景类型。
所述根据待定位电力设备的电力业务场景类型确定待定位电力设备的电力网络场景类型的具体方法为：当待定位电力设备的电力业务场景类型为控制类电力业务场景、用电信息采集电力业务场景或远程交互电力业务场景时，待定位电力设备的电力网络场景类型为第一电力网络场景；当待定位电力设备的电力业务场景类型为输变电状态监测电力业务场景、视频监视电力业务场景、移动类电力业务场景、高清视频监视电力业务场景、多站融合电力业务场景或虚拟电厂电力业务场景时，待定位电力设备的电力网络场景类型为第二电力网络场景。
所述控制类电力业务场景包括下述中的至少一种：精准负荷控制电力业务场景、配网差动保护电力业务场景、配电自动化电力业务场景及分布式电源接入控制电力业务场景；所述移动类电力业务场景包括下述中的至少一种：移动巡检电力业务场景、移动办公电力业务场景、机器人巡检电力业务场景及无人机巡检电力业务场景。
所述根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法的具体方法为：当电力网络场景类型为第一电力网络场景时，选取第一融合定位方法为目标融合定位方法；当电力网络场景类型为第二电力网络场景时，选取第二融合定位方法为目标融合定位方法；其中，第一融合定位方法为以无线定位信息为主、GPS定位信息为辅的融合定位方法；第二融合定位方法为以无线定位信息为辅、GPS定位信息为主的融合定位方法。
当目标融合定位方法为第一融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：获取待定位电力设备的初始GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的初始GPS定位信息，作为待定位电力设备的初始位置信息；实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号，通过MUSIC算法得到无线信号的实时到达角度，通过快速傅立叶变换算法得到无线信号的实时到达时间；根据无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的初始位置信息以及实时无线定位信息进行融合，得到待定位电力设备的实时位置信息。
当目标融合定位方法为第二融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：获取待定位电力设备的实时GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的实时GPS定位信息；实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号中的直射径无线信号，通过空间交替通用期望最大化算法，对直射径无线信号进行无线信道参数估计，得到直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间；根据直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的实时无线定位信息和实时GPS定位信息进行融合，得到待定位电力设备的位置信息。
本发明第二方面，一种基于电力网络场景的电力设备定位系统，包括：
场景类型获取模块，用于获取待定位电力设备的电力网络场景类型；
定位方法选取模块，用于根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；以及
定位模块，用于根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。
本发明第三面，一种电力设备，包括电力设备本体、GPS接收机及通信模组，GPS接收机及通信模组均设置在电力设备本体上，GPS接收机与通信模组连接，通信模组内设置上述基于电力网络场景的电力设备定位系统。
本发明电力设备进一步的改进在于：所述通信模组为5G通信模组。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明基于电力网络场景的电力设备定位方法，通过获取待定位电力设备的电力网络场景类型，然后基于电力网络场景类型的特性，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法，然后根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。基于不同的电力网络场景类型的特性，选取不同的融合定位方法，能够适用于不同的电力网络场景，充分满足不同电力网络场景对高精度定位的需求。
进一步的，第一融合定位方法为以无线定位信息为主、GPS定位信息为辅的融合定位方法；第二融合定位方法为以无线定位信息为辅、GPS定位信息为主的融合定位方法；通过采用了无线定位以及GPS定位相融合的方式，避免单一定位方式带来的定位精度不够的问题，有效提升了电力设备的定位精度。
附图说明
图1为本发明实施例的基于电力网络场景的电力设备定位方法流程框图；
图2为本发明实施例的基于电力网络场景的电力设备定位方法原理框图；
图3为本发明实施例的基于电力网络场景的电力设备定位系统结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和2，本发明一实施例中，提供一种基于电力网络场景的电力设备定位方法，通过获取并根据待定位电力设备所处的电力网络场景类型，然后确定适用于该电力网络场景类型的目标融合定位方法，通过目标融合定位方法进行待定位电力设备的定位，极大的提升了定位的精度。具体的，该基于电力网络场景的电力设备定位方法包括以下步骤：
S1：获取待定位电力设备的电力网络场景类型。
目前及未来一段时间的电力网络场景类型一般都可分为两种模式，一种是反射条件单一的室内场景或GPS遮挡严重的室外场景(比如高楼等)，这两种情况下的GPS信号较弱，且严重的持续存在的遮挡也使得反射环境变得相对静态，这种情况为第一电力网络场景，即反射环境较为静态，但GPS信号较弱的电力网络场景，其中，GPS信号较弱一般表示GPS信号的信号强度不满足精确定位的强度要求。另一种是室外开阔的场景，反射条件复杂，这种情况为第二电力网络场景，即反射环境较为复杂，但是GPS信号较好的电力网络场景，即GPS信号的信号强度满足精确定位的强度要求。
具体的，本实施例中，通过获取待定位电力设备的电力业务场景类型，根据待定位电力设备的电力业务场景类型确定待定位电力设备的电力网络场景类型。其中，电力业务场景一般分为控制类电力业务场景、采集类电力业务场景、移动类电力业务场景以及新兴类电力业务场景等类型。
控制类电力业务场景一般包括精准负荷控制电力业务场景、配网差动保护电力业务场景、配电自动化电力业务场景以及分布式电源接入控制电力业务场景等；采集类电力业务场景的电力业务场景一般包括用电信息采集电力业务场景、输变电状态监测电力业务场景以及视频监视电力业务场景等；移动类电力业务场景一般包括移动巡检电力业务场景、移动办公电力业务场景、机器人巡检电力业务场景以及无人机巡检电力业务场景等；新兴类电力业务场景一般包括远程交互电力业务场景、高清视频监视电力业务场景、多站融合电力业务场景以及虚拟电厂电力业务场景等。
其中，在所有控制类电力业务场景、采集类电力业务场景的用电信息采集电力业务场景以及新兴类电力业务场景的远程交互电力业务场景下的电力设备，极大部分处在室内场景或GPS遮挡严重的室外场景，导致这些场景下，电力设备的GPS信号都比较弱，信号强度一般不满足精确定位的强度要求，并且这些电力业务场景下，电力设备都是固定的，具有较为静态的无线反射环境，因此，确定这些电力业务场景下，待定位电力设备的电力网络场景类型为第一电力网络场景。
在所有移动类电力业务场景、采集类电力业务场景的输变电状态监测电力业务场景和视频监视电力业务场景以及新兴类电力业务场景的高清视频监视电力业务场景、多站融合电力业务场景和虚拟电厂电力业务场景下的电力设备，极大部分处在室外场景，能够获取良好的GPS信号，但是，由于这些电力业务场景下电力设备不是固定在某一地点，具有较大的流动性，因此这些电力业务场景下，电力设备的无线环境较为复杂，因此，确定这些电力业务场景下，待定位电力设备的电力网络场景类型为第二电力网络场景。
S2：根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法。
本实施例中，结合电力网络场景的这两种不同类型，预设了第一融合定位方法和第二融合定位方法这两种融合定位方法，以满足不同电力网络场景对高精度定位的需求。其中，第一融合定位方法为以无线定位信息为主、GPS定位信息为辅的融合定位方法，具体内容请参见下述S3中的S301至S303；第二融合定位方法为以无线定位信息为辅、GPS定位信息为主的融合定位方法，具体内容请参见下述S3中的S311至S313。
由于第一电力网络场景为反射环境较为静态，但GPS信号较弱的电力网络场景，该电力网络场景下，通过GPS信号获得的GPS定位信息的准确性较低，不能占主导位置，而在反射环境较为静态的基础下，通过无线信号获得的无线定位信息较为准确，因此，当电力网络场景类型为第一电力网络场景时，选取第一融合定位方法为目标融合定位方法，提高对控制类电力业务场景内电力设备的高精度定位能力，可以实现如配电网故障的精确定位，从而准确下发故障处理策略，保障电网控制类业务的安全稳定运行。
由于第二电力网络场景为反射环境较为复杂，但是GPS信号较好的电力网络场景，该电力网络场景下，基于较好的GPS信号，通过GPS信号获得的GPS定位信息的准确性较高，而在反射环境较为负责的基础下，通过无线信号获得的无线定位信息的准确性一般不能达到理想精度，因此，当电力网络场景类型为第二电力网络场景时，选取第二融合定位方法为目标融合定位方法，可以实现对电力通信移动终端的精确定位，提高此类环境下的电力设备的高精度定位能力。
S3：根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。
具体的，当目标融合定位方法为第一融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
S301：获取待定位电力设备的初始GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的初始GPS定位信息，作为待定位电力设备的初始位置信息。其中，待定位电力设备的GPS信号，即是待定位电力设备上设置的GPS接收机所接收的GPS信号。
其中，GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置，进而获得安装该接收机的待定位电力设备的GPS定位信息。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出，而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距PR)。当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息，它是从卫星信号中解调制出来，当接收机接收到导航电文，即GPS信号时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比，便可得知卫星与接收机的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，得知接收机在WGS-84大地坐标系中的位置信息，进而获得安装该接收机的待定位电力设备的GPS定位信息。
S302：实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号，通过MUSIC(Multiple Signal Classification，多重信号分类)算法得到无线信号的实时到达角度，通过快速傅立叶变换算法得到无线信号的实时到达时间；根据无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息。
其中，MUSIC算法是一种基于矩阵特征空间分解的方法，从几何角度讲，信号处理的观测空间可以分解为信号子空间和噪声子空间，显然这两个空间是正交的，信号子空间由阵列接收到的数据协方差矩阵中与信号对应的特征向量组成，噪声子空间则由协方差矩阵中所有最小特征值(噪声方差)对应的特征向量组成，根据得出的噪声子空间可以构建信号谱函数，通过谱峰搜索可以获知信号的入射方向，即在空间谱域求取谱函数最大值，其谱峰对应的角度即是来波方向角的估计值，即无线信号的到达角度。
基于上述的信号谱函数，通过快速傅立叶变换算法得到无线信号的实时到达时间，进而根据无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息。
S303：通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的初始位置信息以及实时无线定位信息进行融合，得到待定位电力设备的实时位置信息。
粒子滤波(PF)就是指：通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数，用样本均值代替积分运算，进而获得系统状态的最小方差估计的过程，这些样本被形象的称为“粒子”，故而叫粒子滤波。但是，在高维状态空间中采样时，PF的效率很低。对某些状态空间模型，状态向量的一部分在其余部分的条件下的后验分布可以用解析方法求得，例如某些状态是条件线性高斯模型，可用Kalman滤波器得到条件后验分布，对另外部分状态用PF，从而得到一种混合滤波器，即Rao-Blackwellised粒子滤波器(RBPF)，降低了PF采样空间的维数，RBPF样本的重要性权的方差远远低于其他方法的权的方差，为使用粒子滤波器解决SLAM(同步定位与地图绘制)问题提供了理论基础。
具体的，将待定位电力设备的初始位置信息以及实时无线定位信息直接输入Rao-Blackwellised粒子滤波器中进行融合，输出待定位电力设备的实时位置信息。
具体的，当目标融合定位方法为第二融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
S311：获取待定位电力设备的实时GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的实时GPS定位信息。此处具体的实现方式，可参见上述的S301。
S312：实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号中的直射径无线信号，通过空间交替通用期望最大化算法，对直射径无线信号进行无线信道参数估计，得到直射径无线信号的到达角度及到达时间。
具体的，为了利用无线信号进行定位，需要获取无线信号包含的到达角度及到达时间，由于第二融合定位方法适用于无线反射环境复杂，GPS信号较好的情况下，因此，只提取无线信号中直射径无线信号的信息。进而利用直射径无线信号中包含的到达时间及到达角信息，与较为优良的GPS定位信息进行融合的方式，对待定位电力设备进行精确定位。
S313：通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间和实时GPS定位信息进行融合，得到待定位电力设备的位置信息。
综上所述，本发明基于电力网络场景的电力设备定位方法，通过获取待定位电力设备的电力网络场景类型，然后基于电力网络场景类型的特性，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法，其中，第一融合定位方法为以无线定位信息为主、GPS定位信息为辅的融合定位方法；第二融合定位方法为以无线定位信息为辅、GPS定位信息为主的融合定位方法；然后根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。通过采用了无线定位以及GPS定位相融合的方式，避免单一定位方式带来的定位精度不够的问题，有效提升了电力设备的定位精度。并且，基于不同的电力网络场景类型的特性，选取不同的融合定位方法，能够适用于不同的电力网络场景，充分满足不同电力网络场景对高精度定位的需求。
具体的，将待定位电力设备的实时无线定位信息和实时GPS定位信息进行融合直接输入Rao-Blackwellised粒子滤波器中进行融合，输出待定位电力设备的实时位置信息。
参见图3，本发明再一实施例中，提供一种基于电力网络场景的电力设备定位系统，该基于电力网络场景的电力设备定位系统能够用于实现上述基于电力网络场景的电力设备定位方法，具体的，该基于电力网络场景的电力设备定位系统包括场景类型获取模块、定位方法选取模块以及定位模块。
其中，场景类型获取模块用于获取待定位电力设备的电力网络场景类型；定位方法选取模块用于根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；定位模块用于根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。
本发明基于电力网络场景的电力设备定位系统，通过场景类型获取模块获取待定位电力设备的电力网络场景类型，通过定位方法选取模块选取待定位电力设备的目标融合定位方法，然后通过定位模块，根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息。通过采用了无线定位以及GPS定位相融合的方式，避免单一定位方式带来的定位精度不够的问题，有效提升了电力设备的定位精度。并且，基于不同的电力网络场景类型的特性，选取不同的融合定位方法，能够适用于不同的电力网络场景，充分满足不同电力网络场景对高精度定位的需求。
本发明再一实施例中，提供一种电力设备，包括电力设备本体、GPS接收机及通信模组，GPS接收机及通信模组均设置在电力设备本体上，GPS接收机与通信模组连接，通信模组内设置上述基于电力网络场景的电力设备定位系统。
其中，GPS接收机用于接收GPS导航卫星发送的GPS信号，并以此作为电力设备的GPS信号。
优选的，通信模组为5G通信模组，5G的快速发展为垂直行业的企业带来了一场全新的变局，既带来了机遇也带来了挑战，采用5G通信模组进行电力设备的融合定位，基于5G通信模组的高性能和5G无线信号的高精度，充分保证融合定位结果的准确性，保证各类业务场景的电力设备对定位信息越来越高的要求，尤其是电网控制类等对故障定位精度要求较高的业务需求。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于电力网络场景的电力设备定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待定位电力设备的电力网络场景类型；
根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；其中，第一融合定位方法为以无线定位信息为主、GPS定位信息为辅的融合定位方法；第二融合定位方法为以无线定位信息为辅、GPS定位信息为主的融合定位方法；
根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息；
当目标融合定位方法为第一融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
获取待定位电力设备的初始GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的初始GPS定位信息，作为待定位电力设备的初始位置信息；
实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号，通过MUSIC算法得到无线信号的实时到达角度，通过快速傅立叶变换算法得到无线信号的实时到达时间；根据无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；
通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的初始位置信息以及实时无线定位信息进行融合，得到待定位电力设备的实时位置信息；
当目标融合定位方法为第二融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
获取待定位电力设备的实时GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的实时GPS定位信息；
实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号中的直射径无线信号，通过空间交替通用期望最大化算法，对直射径无线信号进行无线信道参数估计，得到直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间；根据直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；
通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的实时无线定位信息和实时GPS定位信息进行融合，得到待定位电力设备的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于电力网络场景的电力设备定位方法，其特征在于，所述获取待定位电力设备的电力网络场景类型的具体方法为：
获取待定位电力设备的电力业务场景类型，根据待定位电力设备的电力业务场景类型确定待定位电力设备的电力网络场景类型。
3.根据权利要求2所述的基于电力网络场景的电力设备定位方法，其特征在于，所述根据待定位电力设备的电力业务场景类型确定待定位电力设备的电力网络场景类型的具体方法为：
当待定位电力设备的电力业务场景类型为控制类电力业务场景、用电信息采集电力业务场景或远程交互电力业务场景时，待定位电力设备的电力网络场景类型为第一电力网络场景；
当待定位电力设备的电力业务场景类型为输变电状态监测电力业务场景、视频监视电力业务场景、移动类电力业务场景、高清视频监视电力业务场景、多站融合电力业务场景或虚拟电厂电力业务场景时，待定位电力设备的电力网络场景类型为第二电力网络场景。
4.根据权利要求3所述的基于电力网络场景的电力设备定位方法，其特征在于，所述控制类电力业务场景包括下述中的至少一种：精准负荷控制电力业务场景、配网差动保护电力业务场景、配电自动化电力业务场景及分布式电源接入控制电力业务场景；
所述移动类电力业务场景包括下述中的至少一种：移动巡检电力业务场景、移动办公电力业务场景、机器人巡检电力业务场景及无人机巡检电力业务场景。
5.根据权利要求3所述的基于电力网络场景的电力设备定位方法，其特征在于，所述根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法的具体方法为：
当电力网络场景类型为第一电力网络场景时，选取第一融合定位方法为目标融合定位方法；当电力网络场景类型为第二电力网络场景时，选取第二融合定位方法为目标融合定位方法。
6.一种基于电力网络场景的电力设备定位系统，其特征在于，包括：
场景类型获取模块，用于获取待定位电力设备的电力网络场景类型；
定位方法选取模块，用于根据电力网络场景类型，从预设的第一融合定位方法和第二融合定位方法中选取待定位电力设备的目标融合定位方法；以及
定位模块，用于根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息；
其中，当目标融合定位方法为第一融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
获取待定位电力设备的初始GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的初始GPS定位信息，作为待定位电力设备的初始位置信息；
实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号，通过MUSIC算法得到无线信号的实时到达角度，通过快速傅立叶变换算法得到无线信号的实时到达时间；根据无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；
通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的初始位置信息以及实时无线定位信息进行融合，得到待定位电力设备的实时位置信息；
当目标融合定位方法为第二融合定位方法时，所述根据目标融合定位方法，获取待定位电力设备的位置信息的具体方法为：
获取待定位电力设备的实时GPS信号，并通过GPS定位方法得到待定位电力设备的实时GPS定位信息；
实时获取待定位电力设备与无线基站之间的无线信号中的直射径无线信号，通过空间交替通用期望最大化算法，对直射径无线信号进行无线信道参数估计，得到直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间；根据直射径无线信号的实时到达角度及实时到达时间，得到待定位电力设备的实时无线定位信息；
通过Rao-Blackwellised粒子滤波器，将待定位电力设备的实时无线定位信息和实时GPS定位信息进行融合，得到待定位电力设备的位置信息。
7.一种电力设备，其特征在于，包括电力设备本体、GPS接收机及通信模组，GPS接收机及通信模组均设置在电力设备本体上，GPS接收机与通信模组连接，通信模组内设置权利要求6所述基于电力网络场景的电力设备定位系统。
8.根据权利要求7所述的电力设备，其特征在于，所述通信模组为5G通信模组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110008762.6A CN112835084B (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110008762.6A CN112835084B (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112835084A CN112835084A (zh) | 2021-05-25 |
| CN112835084B true CN112835084B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=75925930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110008762.6A Active CN112835084B (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112835084B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114363413A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 | 一种面向能源互联网的多站融合管理系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010020374A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Sony Corp | 情報処理装置、および情報処理方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| CN104079816A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-10-01 | 国网山东省电力公司 | 一种基于虚拟现实技术的监控摄像机自动控制方法 |
| WO2016086339A1 (zh) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 华为技术有限公司 | 一种移动终端的定位方法及移动终端 |
| CN108174343A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-15 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种面向电力室内通信运维场景的无线定位方法及系统 |
| CN111540046A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-08-14 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的输电通道仿真方法 |
| CN111836359A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-27 | Oppo广东移动通信有限公司 | 多径场景的定位方法、装置、电子设备以及存储介质 |
| EP3739356A1 (en) * | 2019-05-12 | 2020-11-18 | Origin Wireless, Inc. | Method, apparatus, and system for wireless tracking, scanning and monitoring |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10863313B2 (en) * | 2014-08-01 | 2020-12-08 | Polte Corporation | Network architecture and methods for location services |
| CN103841332B (zh) * | 2014-03-21 | 2018-10-12 | 英华达（上海）科技有限公司 | 全景景象拍摄及浏览的移动装置、系统及方法 |
| US20180341455A1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | Motorola Mobility Llc | Method and Device for Processing Audio in a Captured Scene Including an Image and Spatially Localizable Audio |
| CN110334740A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-10-15 | 武汉大学 | 人工智能推理融合的电力设备故障检测定位方法 |
| CN111551190B (zh) * | 2020-04-27 | 2022-07-22 | 北京百度网讯科技有限公司 | 自动驾驶确定定位能力的方法、装置、设备及介质 |
-
2021
- 2021-01-05 CN CN202110008762.6A patent/CN112835084B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010020374A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Sony Corp | 情報処理装置、および情報処理方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| CN104079816A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-10-01 | 国网山东省电力公司 | 一种基于虚拟现实技术的监控摄像机自动控制方法 |
| WO2016086339A1 (zh) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 华为技术有限公司 | 一种移动终端的定位方法及移动终端 |
| CN108174343A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-15 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种面向电力室内通信运维场景的无线定位方法及系统 |
| CN111540046A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-08-14 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的输电通道仿真方法 |
| EP3739356A1 (en) * | 2019-05-12 | 2020-11-18 | Origin Wireless, Inc. | Method, apparatus, and system for wireless tracking, scanning and monitoring |
| CN111836359A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-27 | Oppo广东移动通信有限公司 | 多径场景的定位方法、装置、电子设备以及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112835084A (zh) | 2021-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109963287B (zh) | 天线方向角优化方法、装置、设备及介质 | |
| Pei et al. | Using inquiry-based Bluetooth RSSI probability distributions for indoor positioning | |
| CN105699938B (zh) | 一种基于无线信号的精确定位方法及装置 | |
| CN106793082B (zh) | 一种在wlan/蓝牙异构网络环境中的移动设备定位方法 | |
| CN108107461B (zh) | 一种基于移动终端室内外定位无缝切换方法 | |
| KR101565351B1 (ko) | 이동국의 지리적 위치 찾기를 위한 방법 및 장치 | |
| CN110412622B (zh) | 一种rtk性能测试系统和方法 | |
| EP2404386A1 (en) | Screening terminal positions at a terminal | |
| CN104581935A (zh) | 基于虚锚点无线定位方法、装置及终端 | |
| KR101749098B1 (ko) | 기지국 위치추정 시스템 및 이의 기지국 위치추정 방법 | |
| CN112835084B (zh) | 基于电力网络场景的电力设备定位方法、系统及电力设备 | |
| CN103648163A (zh) | 一种应用于无线局域网的室内定位方法 | |
| CN112526572B (zh) | 室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统 | |
| CN117580054A (zh) | 基于使用需求数据的ntn小区构建方法、装置、设备及介质 | |
| Pereira et al. | Evaluating location fingerprinting methods for underground GSM networks deployed over Leaky Feeder | |
| Lu et al. | A Wi-Fi/GPS integrated system for urban vehicle positioning | |
| Bertinato et al. | RF localization and tracking of mobile nodes in wireless sensors networks: Architectures, algorithms and experiments | |
| CN110118953A (zh) | 一种定位方法、装置及系统 | |
| CN111381267A (zh) | 一种基于RTK和WiFi组合的定位系统及方法 | |
| CN114758364B (zh) | 基于深度学习的工业物联网场景融合定位方法及系统 | |
| CN110231637B (zh) | 一种卫星的选取方法、服务器和计算机存储介质 | |
| Fritsche et al. | On the performance of mobile terminal tracking in urban GSM networks using particle filters | |
| CN114095865B (zh) | 一种测量报告的定位方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
| CN106796277B (zh) | 移动通信网络中的位置调整 | |
| Lie et al. | Indoor tracking with bluetooth low energy devices using K-nearest neighbour algorithm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |