CN112114201A - 强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法及系统，该方法包括：对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标；测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度；根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位；使监测网的布置更为合理，解算后的监测结果更为可靠。

Description

强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法及系统
技术领域
本发明涉及岩土工程安全监测领域，尤其涉及一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法。
背景技术
在山区变电站建设中，往往因为可直接使用厂区平面面积不够，而通过挖方及回填方式达到增大场区面积的目的，因此要对回填后的软基进行沉降监测，将沉降监测装置安装在变电站地质相对薄弱的点位上，通过建立变电站沉降评估模型，根据沉降监测数据来评判变电站基础安全。
变电站基础沉降监测手段众多，按出现时间先后有水准仪或全站仪的传统光学测量方法、静力水准仪方法、GNSS测量技术、光纤传感技术、差分干涉测量(D-InSAR)技术以及机载激光雷达技术等等。与传统测量仪器测量手段比，GNSS测量技术因其有不受通视及建标影响、能实现实时监测、造价适中等优点，在岩土工程安全监测越来越受欢迎。
目前采用GNSS测量技术应用于变电站基础沉降监测，沉降监测网普遍采用基准站+监测站的形式，如图1所示为现有技术中的一种变电站GNSS监测网布置示意图，由图1可知，现有技术中在变电站以外区域设置基准站，在变电站内区域设置监测站，然后解算各监测站相对于基准站的坐标变化，从而解算出各监测站的沉降值。
然而基准站+监测站处的GNSS监测设备属于电子元器件，身处强电磁场的运行环境，并且现有技术中的变电站沉降监测设计中的点位布置侧重于地质条件以及边界条件，往往忽视电磁场环境的影响，或者意识到电磁场环境影响但没能定量分析及解决，变电站电磁场干扰对GNSS沉降监测设备的运行稳定性有直接影响，从而影响对监测数据的解算精度。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法及系统，解决现有技术中问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法，包括：
步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个所述可选探测点位的平面坐标；
步骤2，测试并记录各个所述可选探测点位的电磁场强度；
步骤3，根据各个所述可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；
步骤4，根据所述等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在所述可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的系统，包括：可选探测点位标注模块、电磁场强度测试模块、等值线图\等色图绘制模块和基准站点位\监测站点位确定模块；
所述可选探测点位标注模块，用于对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个所述可选探测点位的平面坐标；
所述电磁场强度测试模块，用于测试并记录各个所述可选探测点位的电磁场强度；
所述等值线图\等色图绘制模块，用于根据各个所述可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；
所述基准站点位\监测站点位确定模块，用于根据所述等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在所述可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
本发明的有益效果是：考虑变电站电磁场干扰对GNSS沉降监测设备的运行稳定性有直接影响，从而影响对监测数据的解算精度，因此对变电站待监测区域的电磁场强度进行测试，根据测试结果选择电磁干扰相对较弱的部位作为监测点点位，使监测网的布置更为合理，解算后的监测结果更为可靠。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤1中所述变电站外部的所述可选探测点位的确定过程包括：
在所述变电站外部的基础稳定区域按等距划分网格，选择网格点作为所述可选探测点位。
进一步，所述步骤1中所述变电站内部的所述可选探测点位的确定过程包括：
根据所述变电站的站内设施在填方区布置所述可选探测点位。
进一步，所述步骤1获得的平面坐标以及所述步骤2获得的电磁场强度保存为Excel数据文件，所述电磁场强度中所述平面坐标中的X坐标和Y坐标以及所述电磁场强度各一列；
所述步骤3中利用图形软件基于克里格法对所述Excel数据文件进行网格化处理后，绘制生成变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图。
进一步，对于所述变电站的外部区域，所述步骤4中的所述选择条件包括地形条件，结合地形条件选择在所述可选探测点位所在区域中稳定区域内电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
进一步，对于所述变电站的内部区域，所述步骤4中的所述选择条件包括监测对象位置以及地质条件要求，结合监测对象位置以及地质条件要求选择所述可选探测点位所在区域中的电磁场强度弱的点位作为监测站点位。
采用上述进一步方案的有益效果是：将X坐标和Y坐标以及电磁场强度各一列的格式保存为Excel数据文件，利用图形软件基于克里格法对Excel数据文件进行网格化处理后，生成grd格式的文件，最后绘制生成变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图，整个操作过程简单快捷；等值线图或等色图易于直观观察，方便给监测站点位位置提供参考。
附图说明
图1为现有技术中的一种变电站GNSS监测网布置示意图；
图2为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的变电站电磁场探测点布置示意图；
图4为本发明实施例提供的基于电磁场探测结果的GNSS监测点布置示意图；
图5为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的系统的实施例的结构框图；
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、可选探测点位标注模块，102、电磁场强度测试模块，103、等值线图\等色图绘制模块，104、基准站点位\监测站点位确定模块，201、处理器，202、通信接口，203、存储器，204、通信总线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图2所示为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法的流程图，由图1可知，该方法包括：
步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标。
步骤2，测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度。
具体的，可以采用电磁场强度探测仪测试每个可选探测点位的电磁场强度，同时做好记录。
步骤3，根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图。
步骤4，根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法，考虑变电站电磁场干扰对GNSS沉降监测设备的运行稳定性有直接影响，从而影响对监测数据的解算精度，因此对变电站待监测区域的电磁场强度进行测试，根据测试结果选择电磁干扰相对较弱的部位作为监测点点位，使监测网的布置更为合理，解算后的监测结果更为可靠。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法的实施例，如图3所示为本发明实施例提供的变电站电磁场探测点布置示意图；如图4所示为本发明实施例提供的基于电磁场探测结果的GNSS监测点布置示意图；结合图3和图4可知，该方法的实施例包括：
步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标。
具体的，变电站外部的可选探测点位的确定过程包括：
考虑到变电站站外有超高压输变电线存在，在变电站外部的基础稳定区域按等距划分网格，选择网格点作为可选探测点位。
变电站内部的可选探测点位的确定过程包括：
变电站站内的监测点通常布置在填方区，根据变电站的站内设施在填方区布置可选探测点位。
步骤2，测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度；
步骤3，根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；
将以上各可选探测点位的平面坐标数据和对应的电磁场强度测量值整理，即步骤1获得的平面坐标以及步骤2获得的电磁场强度保存为Excel数据文件，电磁场强度中平面坐标中的X坐标和Y坐标以及电磁场强度各一列；
步骤3中利用图形软件基于克里格法对Excel数据文件进行网格化处理后，生成grd格式的文件，最后绘制生成变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图。图4给出的实施例中为电磁场强度等色图，即由不同颜色表示不同的电磁场强度。
该图形软件可以为Surfer、Tecplot或Origin等专业软件。此外，在精度和美观要求不是很高时也可以采用直接在CAD中以样条插值的方式生成所需要的电磁场强度等值线图或等色图。
步骤4，根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
具体的，对于变电站的外部区域，步骤4中的选择条件包括地形条件，结合地形条件选择可选探测点位所在区域中的稳定区域内电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
对于变电站的内部区域，步骤4中的选择条件包括监测对象位置以及地质条件要求，结合监测对象位置以及地质条件要求选择可选探测点位所在区域中的电磁场强度弱的点位作为监测站点位。
具体实施中，基于变电站强电磁场测试的监测点位选择，不仅适用于GNSS沉降监测，也适用于其它采用电子元器件监测的监测项目，如雨量计、静力水准仪、倾角计等。
实施例2
本发明提供的实施例2为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的系统的实施例，如图5所示为本发明提供的一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的系统的实施例的结构框图，由图5可知，该系统包括：可选探测点位标注模块101、电磁场强度测试模块102、等值线图\等色图绘制模块103和基准站点位\监测站点位确定模块104。
可选探测点位标注模块101，用于对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标。
电磁场强度测试模块102，用于测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度。
等值线图\等色图绘制模块103，用于根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图。
基准站点位\监测站点位确定模块104，用于根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器201、通信接口202、存储器203和通信总线204，其中，处理器201，通信接口202，存储器203通过通信总线204完成相互间的通信。处理器201可以调用存储在存储器203上并可在处理器201上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法，例如包括：步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标；步骤2，测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度；步骤3，根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；步骤4，根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法，例如包括：步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个可选探测点位的平面坐标；步骤2，测试并记录各个可选探测点位的电磁场强度；步骤3，根据各个可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；步骤4，根据等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个所述可选探测点位的平面坐标；
步骤2，测试并记录各个所述可选探测点位的电磁场强度；
步骤3，根据各个所述可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；
步骤4，根据所述等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在所述可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中所述变电站外部的所述可选探测点位的确定过程包括：
在所述变电站外部的基础稳定区域按等距划分网格，选择网格点作为所述可选探测点位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中所述变电站内部的所述可选探测点位的确定过程包括：
根据所述变电站的站内设施在填方区布置所述可选探测点位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1获得的平面坐标以及所述步骤2获得的电磁场强度保存为Excel数据文件，所述电磁场强度中所述平面坐标中的X坐标和Y坐标以及所述电磁场强度各一列；
所述步骤3中利用图形软件基于克里格法对所述Excel数据文件进行网格化处理后，绘制生成变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述变电站的外部区域，所述步骤4中的所述选择条件包括地形条件，结合地形条件选择所述可选探测点位所在区域中的稳定区域内电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述变电站的内部区域，所述步骤4中的所述选择条件包括监测对象位置以及地质条件要求，结合监测对象位置以及地质条件要求选择所述可选探测点位所在区域中的电磁场强度弱的点位作为监测站点位。
7.一种强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的系统，其特征在于，所述系统包括：可选探测点位标注模块、电磁场强度测试模块、等值线图\等色图绘制模块和基准站点位\监测站点位确定模块；
所述可选探测点位标注模块，用于对变电站内外的可选探测点位进行编号，并标注各个所述可选探测点位的平面坐标；
所述电磁场强度测试模块，用于测试并记录各个所述可选探测点位的电磁场强度；
所述等值线图\等色图绘制模块，用于根据各个所述可选探测点位的平面坐标和电磁场强度绘制变电站待监测区域的电磁场强度等值线图或等色图；
所述基准站点位\监测站点位确定模块，用于根据所述等值线图或等色图，结合探测点位的选择条件，在所述可选探测点位所在区域中选择电磁场强度弱的点位作为基准站点位或监测站点位。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述强电磁场环境下提高变电站沉降监测精度的方法的步骤。
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