CN112082526B - 基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，包括部署在输电杆塔上的若干前端监测装置和部署在基准地面上的基准装置，监控中心作为前端监测装置和基准装置连接的枢纽站，前端监测装置与监控中心通过移动通信网络进行通信，基准装置与监控中心通过以太网相连接。本发明还公开了一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法，能够通过北斗差分定位技术实时采集杆塔沉降的高度，作为判定杆塔沉降变化情况的重要依据，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时将杆塔沉降控制，实现对杆塔沉降的在线监测，为输电杆塔提供安全保障。
Description
技术领域
本发明属于输电线路在线状态监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，本发明还涉及一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法。
背景技术
随着国家大力开展智慧输电线路的建设，电力输电线路向智能化发展加快。输电杆塔作为输电线路中的组成部分，承担着至关重要的作用。然而，由于部分输电线路经过采空区、湿陷性黄土地区等区域，杆塔存在沉降的风险，严重时会出现倾斜甚至倒塔事故。
目前对杆塔的监测主要集中在倾斜、应力应变的监测，而沉降往往是倾斜的初期表现，若能够实现沉降的监测，将为输电线路杆塔安全运行提供重要的运维手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，实现对杆塔沉降的在线监测，为输电杆塔提供安全保障。
本发明的另一目的是提供一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法。
本发明所采用的第一技术方案是，基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，包括部署在输电杆塔上的若干前端监测装置和部署在基准地面上的基准装置，监控中心作为前端监测装置和基准装置连接的枢纽站，前端监测装置与监控中心通过移动通信网络进行通信，基准装置与监控中心通过以太网相连接。
本发明第一技术方案的特点还在于，
前端监测装置包括依次连接的北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、移动通信模块，其中移动通信模块与监控中心通过无线连接的方式进行连接。
北斗差分定位模块A为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块A为STM32L052T6型号的处理器，移动通信模块为型号为MH5000-31的5G模块。
基准装置包括依次连接的北斗差分定位模块B、微处理器/微控制器模块B、以太网模块，其中，以太网模块通过网络与所述监控中心连接。
北斗差分定位模块B为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块B型号为STM32L052T6，以太网模块为DM9000以太网控制器，接口为RJ45接口。
本发明所采用的第二技术方案是，基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、基准装置进行卫星信号的捕获、跟踪、数据采集，并通过以太网模块向监控中心播发基准装置的基准北斗定位信息；
步骤2、监控中心对获取的基准信息与基准装置已知测量数据进行比较，得到修正值λi，将修正值λi和基准装置的基准数据存储并分流向前端监测装置播发；
步骤3、前端监测装置通过移动通信模块获取监控中心发送的修正值λi，并实时接收北斗卫星数据，进行差分解算，得到输电杆塔沉降矩阵ξi，实现输电杆塔的实时高精度位置解算，将杆塔沉降数据通过移动通信模块发送给监控中心；
步骤4、监控中心通过判断得到的各个前端监测装置采集到的输电杆塔沉降数据，将数据与提前设定的阈值进行对比分析，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时将杆塔沉降控制。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤1中基准装置设置在已精确测定的位置上，基准站的选取满足以下条件：具有稳定、安全可靠的电源；同时交通应便利，便于人员往来和车辆运输；远离电磁干扰区和雷击区；远离周边的高大建筑、树、水体、和易积水地带；避开地质构造不稳定区域，避开包括铁路、公路在内的易产生振动的地点。
步骤2中基准装置中北斗差分定位模块B采集到的已知高度和位置数据按照通信协议通过以太网模块发送给监控中心，监控中心将获取到的基准数据与已知数据进行比较，得到修正值λi，监控中心将得到修正值λi发送给前端监测装置。
步骤3中前端监测装置安装在输电杆塔中部横梁处，前端监测装置将从监控中心获取的基准装置修正值修正自身的北斗测量值，从而提高定位精度，计算得出输电线路杆塔沉降的情况。
步骤3中通过卡尔曼滤波算法对北斗信号存在的噪声进行处理。
本发明的有益效果是，一种基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，采用北斗差分定位技术对输电杆塔沉降进行在线监测，测量精度为厘米级，所需设备少。可以及时发现杆塔沉降的程度，尽早发现输电杆塔的安全隐患，提前采取应对措施，保证输电杆塔的正常工作。
附图说明
图1是本发明中基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的整体架构图；
图2是本发明中前端监测装置硬件结构图；
图3是本发明中基准装置硬件结构图；
图4是本发明中前端监测装置安装在输电杆塔上的位置示意图。
图中，1-1.前端监测装置，1-2.监控中心，1-3.基准装置，2-1.移动通信模块，2-2.微处理器/微控制器模块A，2-3.北斗差分定位模块A，3-1.以太网模块，3-2.微处理器/微控制器模块B，3-3.北斗差分定位模块B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，结构如图1～4所示，包括部署在输电杆塔上的若干前端监测装置1-1和部署在基准地面上的基准装置1-3，监控中心1-2作为前端监测装置1-1和基准装置1-3连接的枢纽站，前端监测装置1-1与监控中心1-2通过移动通信网络进行通信，基准装置1-3与监控中心1-2通过以太网相连接，前端监测装置1-1给监控中心1-2提供输电杆塔沉降数据，基准装置1-3为监控中心1-2提供基准参量，监控中心1-2具有对信息处理的云平台和对信息加解密的安全平台。
如图2所示，前端监测装置1-1包括依次连接的北斗差分定位模块A2-3、微处理器/微控制器模块A2-2、移动通信模块2-1，其中移动通信模块2-1与监控中心1-2通过无线连接的方式进行连接。
北斗差分定位模块A2-3为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块A2-2为STM32L052T6型号的处理器，移动通信模块2-1为型号为MH5000-31的5G模块。
移动通信模块2-1负责为前端监测装置1-1提供通信服务，微处理器/微控制器模块A2-2负责整个装置的运行控制，北斗差分定位模块A2-3为前端监测装置1-1提供北斗定位通信服务。
如图3所示，基准装置1-3包括依次连接的北斗差分定位模块B3-3、微处理器/微控制器模块B3-2、以太网模块3-1，其中，以太网模块3-1通过网络与监控中心1-2连接。
北斗差分定位模块B3-3为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块B3-2型号为STM32L052T6，以太网模块3-1为DM9000以太网控制器，接口为RJ45接口。
以太网模块3-1负责为基准装置1-3提供以太网通信服务，微处理器/微控制器模块B3-2负责整个基准装置1-3的运行控制，北斗差分定位模块B3-3为基准装置1-3提供北斗定位通信服务。
基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、基准装置1-3进行卫星信号的捕获、跟踪、数据采集，并通过以太网模块3-1向监控中心1-2播发基准装置1-3的基准北斗定位信息；
步骤2、监控中心1-2对获取的基准信息与基准装置1-3已知测量数据进行比较，得到修正值λi，将修正值λi和基准装置1-3的基准数据存储并分流向前端监测装置1-1播发；
步骤3、前端监测装置1-1通过移动通信模块2-1获取监控中心1-2发送的修正值λi，并实时接收北斗卫星数据，进行差分解算，得到输电杆塔沉降矩阵ξi，实现输电杆塔的实时高精度位置解算，将杆塔沉降数据通过移动通信模块2-1发送给监控中心1-2；
步骤4、监控中心1-2通过判断得到的各个前端监测装置1-1采集到的输电杆塔沉降数据，将数据与提前设定的阈值进行对比分析，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时将杆塔沉降控制。
步骤1中基准装置1-3设置在已精确测定的位置上，基准站的选取满足以下条件：具有稳定、安全可靠的电源；同时交通应便利，便于人员往来和车辆运输；远离电磁干扰区和雷击区；远离周边的高大建筑、树、水体、和易积水地带；避开地质构造不稳定区域，避开包括铁路、公路在内的易产生振动的地点。
步骤2中基准装置1-3中北斗差分定位模块B3-3采集到的已知高度和位置数据按照通信协议通过以太网模块3-1发送给监控中心1-2，监控中心1-2将获取到的基准数据与已知数据进行比较，得到修正值λi，监控中心将得到修正值λi发送给前端监测装置1-1。
步骤3中前端监测装置1-1安装在输电杆塔中部横梁处，前端监测装置1-1将从监控中心1-2获取的基准装置修正值修正自身的北斗测量值，从而提高定位精度，计算得出输电线路杆塔沉降的情况。
步骤3中，因为北斗信号容易受到遮挡、干扰等影响，有时会存在较大的系统噪声和测量噪声，会引起北斗的定位精度存在较大差异，针对这种问题，通过卡尔曼滤波算法对北斗信号存在的噪声进行处理。
Claims (1)
1.基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置的监测方法，其特征在于，结构为基于北斗差分定位的输电杆塔沉降监测装置，包括部署在输电杆塔上的若干前端监测装置(1-1)和部署在基准地面上的基准装置(1-3)，监控中心(1-2)作为前端监测装置(1-1)和基准装置(1-3)连接的枢纽站，前端监测装置(1-1)与监控中心(1-2)通过移动通信网络进行通信，基准装置(1-3)与监控中心(1-2)通过以太网相连接，所述前端监测装置(1-1)包括依次连接的北斗差分定位模块A(2-3)、微处理器/微控制器模块A(2-2)、移动通信模块(2-1)，其中移动通信模块(2-1)与所述监控中心(1-2)通过无线连接的方式进行连接，所述北斗差分定位模块A(2-3)为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块A(2-2)为STM32L052T6型号的处理器，移动通信模块(2-1)为型号为MH5000-31的5G模块，所述基准装置(1-3)包括依次连接的北斗差分定位模块B(3-3)、微处理器/微控制器模块B(3-2)、以太网模块(3-1)，其中，以太网模块(3-1)通过网络与所述监控中心(1-2)连接，所述北斗差分定位模块B(3-3)为K823高精度定位定向模块，微处理器/微控制器模块B(3-2)型号为STM32L052T6，以太网模块(3-1)为DM9000以太网控制器，接口为RJ45接口，具体按照以下步骤实施：
步骤1、基准装置(1-3)进行卫星信号的捕获、跟踪、数据采集，并通过以太网模块(3-1)向监控中心(1-2)播发基准装置(1-3)的基准北斗定位信息；
所述步骤1中基准装置(1-3)设置在已精确测定的位置上，基准站的选取满足以下条件：具有稳定、安全可靠的电源；同时交通应便利，便于人员往来和车辆运输；远离电磁干扰区和雷击区；远离周边的高大建筑、树、水体、和易积水地带；避开地质构造不稳定区域，避开包括铁路、公路在内的易产生振动的地点；
步骤2、监控中心(1-2)对获取的基准信息与基准装置(1-3)已知测量数据进行比较，得到修正值λi，将修正值λi和基准装置(1-3)的基准数据存储并分流向前端监测装置(1-1)播发；
所述步骤2中基准装置(1-3)中北斗差分定位模块B(3-3)采集到的已知高度和位置数据按照通信协议通过以太网模块(3-1)发送给监控中心(1-2)，监控中心(1-2)将获取到的基准数据与已知数据进行比较，得到修正值λi，监控中心将得到修正值λi发送给前端监测装置(1-1)；
步骤3、前端监测装置(1-1)通过移动通信模块(2-1)获取监控中心(1-2)发送的修正值λi，并实时接收北斗卫星数据，进行差分解算，得到输电杆塔沉降矩阵ξi，实现输电杆塔的实时高精度位置解算，将杆塔沉降数据通过移动通信模块(2-1)发送给监控中心(1-2)；
所述步骤3中前端监测装置(1-1)安装在输电杆塔中部横梁处，前端监测装置(1-1)将从监控中心(1-2)获取的基准装置修正值修正自身的北斗测量值，从而提高定位精度，计算得出输电线路杆塔沉降的情况；
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Citations (4)
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| KR20030044648A (ko) * | 2001-11-30 | 2003-06-09 | 현대건설주식회사 | 광역지반 표층의 실시간 침하 모니터링 시스템 |
| CN206670547U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-24 | 深圳市华能智创科技有限公司 | 一种基于北斗差分定位算法的输电线路杆塔型变监测系统 |
| CN107656290A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-02-02 | 国网浙江省电力公司信息通信分公司 | 一种基于北斗卫星的输电杆塔实时监测系统 |
| CN110068849A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | 国网山东省电力公司东营供电公司 | 基于差分定位的输电线路多维形变实时监测方法及系统 |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20030044648A (ko) * | 2001-11-30 | 2003-06-09 | 현대건설주식회사 | 광역지반 표층의 실시간 침하 모니터링 시스템 |
| CN206670547U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-24 | 深圳市华能智创科技有限公司 | 一种基于北斗差分定位算法的输电线路杆塔型变监测系统 |
| CN107656290A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-02-02 | 国网浙江省电力公司信息通信分公司 | 一种基于北斗卫星的输电杆塔实时监测系统 |
| CN110068849A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | 国网山东省电力公司东营供电公司 | 基于差分定位的输电线路多维形变实时监测方法及系统 |
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